Arkusze maturalne z chemii, chemia rozszerzona, 2006 rok

Zadanie 1

Poniższy schemat przedstawia zdolność przenikania przez materię różnych rodzajów promieniowania jonizującego.

Wypełnij poniższą tabelę, wpisując obok numeru ze schematu odpowiadający mu rodzaj promieniowania (α, β lub γ).

Odpowiedź

Promieniowanie α czyli jądra helu He2+ obdarzone są ładunkiem +2 i mają masę 4u. Ze względu na swój duży ładunek charakteryzują się małą przenikalnością. Zatrzymuje je nawet kartka papieru. Promieniwanie β - czyli elektrony mają ładunek (-1). Mniejszy ładunek powoduje, że są nieco bardziej przenikliwe. Zatrzymuje je dopiero folia aluminiowa. Promieniowanie γ - promieniowanie elektromagnetyczne jest bardziej przenikliwe od promieniowania α i β, ale mniej przenikliwe od promieniowania neutronowego.

Zadanie 2

Promieniotwórczy izotop węgla C-14 powstaje w górnych warstwach atmosfery i ulega asymilacji przez rośliny w postaci tlenku węgla(IV). Równowaga, jaka się ustala w procesach odżywiania i oddychania w danym środowisku sprawia, że zawartość węgla w organizmach żywych jest stała. W przypadku obumarcia organizmu izotop C-14 przestaje być uzupełniany i z upływem czasu jego ilość w obumarłych szczątkach organizmu ulega zmniejszeniu na skutek rozpadu promieniotwórczego.

Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998

Ustal, wykonując obliczenia, ile razy zmalała zawartość izotopu węgla C-14 w drewnie, które pochodzi z drzewa obumarłego przed 11460 laty. Okres półtrwania tego izotopu węgla wynosi 5730 lat.
Obliczenia: ......................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................

Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

Odpowiedź

Okres półtrwania izotopu (czas połowicznego rozpadu), τ, to czas po którym połowa promieniotwórczego izotopu ulegnie rozpadowi. Jeżeli dla ¹⁴C czas połowicznego rozpadu τ=5730 lat, to po tym czasie zawartość izotopu ¹⁴C zmalała dwukrotnie. Po kolejnych 5730 latach (w sumie po 11460 latach) zawartość promieniotwórczego izotopu węgla zmalała ponownie dwukrotnie, czyli w sumie 4 krotnie.

Całość możemy zapisać w postaci szeregu:

t=0 masa m₀

1τ masa 1/2m₀

2τ masa 1/2(1/2m₀)=2^-2m₀

3τ masa 1/2(1/2(1/2m⁰))=2^-3m₀

nτ masa 2^-nm₀

t=11460lat, τ=5730lat. n=t/τ=2, m=2^-2m₀=1/4m₀

Zadanie 3

Do czterech probówek wlano po kilka cm³ wody destylowanej, a następnie do probówki I wsypano trochę chlorku wapnia, do probówki II - kilka kryształów sacharozy, do probówki III wprowadzono trochę etanolu, a do probówki IV - odrobinę białka jaja kurzego. Zawartość każdej probówki energicznie wymieszano.

a) Podaj numer probówki, w której nie otrzymano roztworu właściwego.
......................................................................................................................................................

b) Nazwij metodę, za pomocą której można wydzielić sól znajdującą się w probówce I.
......................................................................................................................................................

Odpowiedź

a) Sole, sacharoza i etanol dobrze rozpuszczają się w wodzie tworząc roztwory właściwe. Natomiast białko jaja kurzego nie rozpuszcza się w wodzie. Białko zbudowane jest z tysięcy aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniem peptydowym, dlatego nie rozpuszcza się w wodzie lecz tworzy roztwór koloidalny. W roztworach koloidalnych cząsteczki w rozpuszczalniku mają rozmiar od 1 do 200nm, natomiast w roztworach właściwych poniżej 1nm.

b) Aby wydzielić substancję z roztworu właściwego należy odparować rozpuszczalnik.

Zadanie 4

Poniżej przedstawiono wzory sumaryczne dwóch nierozpuszczalnych w wodzie wodorotlenków chromu.
Cr(OH)₂ Cr(OH)₃

Spośród podanych wzorów wybierz wzór tego wodorotlenku, który ma charakter amfoteryczny. Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji, które dowodzą właściwości amfoterycznych wybranego wodorotlenku.
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

Odpowiedź

W przypadku metali istnieje zasada, że tlenki metali na najwyższym stopniu utlenienia mają charakter kwasowy, na najniższym stopniu utlenienia charakter zasadowy, natomiast na pośrednim charakter amfoteryczny. Podobna zasada obowiązuje w przypadku wodorotlenków. Wodorotlenki metali na najniższym stopniu utlenienia mają charakter zasadowy, natomiast na pośrednim stopniu utlenienia charakter amfoteryczny. Z dwóch wodorotlenków Cr(OH)2 i Cr(OH)3 wodorotlenek chromu(III) ma charakter amfoteryczny, czyli reaguje zarówno z mocnymi kwasami jak i z mocnymi zasadami:

Cr(OH)₃ + 3H⁺ → Cr³⁺ + 3H₂O
Cr(OH)₃ + OH^- → [Cr(OH)₄]^-

Sprawdzenie równania jonowego polega na policzeniu ładunku lewej i prawej strony. Suma ładunków lewej i prawej strony równania reakcji musi być równa.

Zadanie 5

Przeprowadzono doświadczenia, które ilustruje poniższy rysunek.

Podaj odczyn roztworów otrzymanych w obu probówkach. Odpowiedź uzasadnij, pisząc w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji.

Odpowiedź

Sole słabych kwasów i mocnych zasad, słabych zasad i mocnych kwasów, oraz słabych kwasów i słabych kwasów ulegają w wodzie reakcji hydrolizy. Odczyn roztworu pochodzi od składnika „mocnego”.

I ZnCl₂ – sól słabej zasady i mocnego kwasu. Odczyn wodnego roztworu jest kwaśny:
Zn²⁺ + 2H₂O Zn(OH)₂ + 2H⁺

II Na2S – sól słabego kwasu i mocnej zasady – odczyn alkaliczny
S^2- + 2H₂O H₂S + 2OH^-

Reakcje hydrolizy są reakcjami odwracalnymi.

Zadanie 6

Na poniższym rysunku przedstawiono zestaw do otrzymywania tlenku siarki(IV) i badania jego wpływu na rośliny.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej podczas otrzymywania tlenku siarki(IV) przedstawioną wyżej metodą.

...........................................................................................................................................

Odpowiedź

	Kwas siarkowy(VI) jest mocnym kwasem, natomiast siarczan(IV) sodu jest solą słabego kwasu, a więc mocny kwas wypiera słaby kwas z jego soli: Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + [H2SO3] Powstający kwas siarkowy(IV) jest nietrwały i rozkłada się na tlenek siarki(IV) i wodę: H2SO3 → H2O + SO2 Reakcje te można zapisać w jednym schemacie: Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2

Zadanie 7

Oblicz maksymalną objętość tlenku siarki(IV), jaka może być związana przez wodny roztwór zawierający 3 mole wodorotlenku sodu w temperaturze 25ºC i pod ciśnieniem 1013 hPa. Załóż, że produktem reakcji jest sól obojętna. Wartość stałej gazowej R wynosi
Obliczenia: ......................................................................................................................................................

Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

Odpowiedź

Wydzielony tlenek siarki(IV) pochłaniany jest w roztworze NaOH. W zlewce zachodzi reakcja: SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃

Zgodnie z równaniem reakcji
1mol SO₂ reaguje z 2 molami NaOH, to
x moli SO₂ przereaguje z 3 molami NaOH, czyli x=1,5mol. Wykorzystując równanie stanu gazu doskonałego (równanie Clapeyrona) PV=nRT otrzymamy: V=nRT/P. Podstawiając dane do wzoru otrzymamy:

Zadanie 8

Określ pH badanej wody. Korzystając z informacji przedstawionych w tabeli, podaj jego ocenę.
Wartość pH: ................................................................................................................................
Ocena pH: ...................................................................................................................................

Odpowiedź

pH definiowanie jest jako pH=-log[H+]. Podstawiając dane do wzoru otrzymamy: pH=-log(0,00001)=5.
Z tabeli można odczytać, że przy tym pH opady deszczowe zaliczane są do opadów o lekko obniżonym pH.

Zadanie 9

Oceń, jak zmieni się pH wody deszczowej w badanym regionie po zainstalowaniu urządzeń do odsiarczania gazów kominowych w elektrociepłowni, w której jako paliwa używano węgla kamiennego.
................................................................................................................................ .........................................................................................................................................

Odpowiedź

Zainstalowanie urządzeń do odsiarczania gazów kominowych spowoduje, że spalinach znajdzie się mniej tlenku siarki(IV), związku odpowiedzialnego za kwaśne deszcze. Stężenie jonów wodorowych w opadach deszczowych zmniejszy się, a wykładnik stężenia jonów wodorowych (pH) zwiększy się i opady będą klasyfikowane pod względem odczynu jako normalne.

Zadanie 10

W temperaturze 25ºC zmierzono pH wodnego roztworu słabego jednoprotonowego kwasu o stężeniu 0,1 mol/dm³. Wynosiło ono 4.
Oblicz stałą dysocjacji tego kwasu w temperaturze 25ºC.

Obliczenia: ......................................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Odpowiedź: .........................................................................................................................

Odpowiedź

Jeżeli jest to kwas jednoprotonowy to jego dysocjację możemy opisać równaniem reakcji: HR H⁺ + R^- (przez R oznaczono resztę kwasową)

Stała dysocjacji tego kwasu opisana jest wzorem: . Z równania reakcji dysocjacji widzimy, że [H⁺]=[R^-]. Stężenie jonów wodorowych możemy obliczyć z wartości pH. pH=-log[H⁺], czyli [H⁺]=10^-pH=10^-4mol/dm³.

Stężenie kwasu będącego w równowadze równe jest stężeniu początkowemu pomniejszonemu o stężenie kwasu, który uległ dysocjacji. Ponieważ stężenie kwasu, który uległ dysocjacji równe jest stężeniu powstałych jonów, to [HR]=C₀-[H⁺]. Podstawiając dane do wzoru na stałą dysocjacji otrzymamy:

Zadanie 11

Dysocjacja kwasu ortofosforowego(V) przebiega w roztworach wodnych trójstopniowo:
H₃PO₄ H₂PO₄^- + H⁺ K_a1=7,1^.10^-3
H₂PO₄^- HPO₄^2- + H⁺ K_a2=6,3^.10^-8
HPO₄^2- PO₄^3- + H⁺ K_a3=4,4^.10^-13

K_a1, K_a2, K_a3 oznaczają stałe kolejnych etapów dysocjacji. Podane wartości stałych odnoszą się do temperatury 25ºC.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997

Napisz wzór jonu, którego stężenie w wodnym roztworze H₃PO₄ jest:
a) największe ................................................................
b) najmniejsze ..............................................................

Odpowiedź

Stałe dysocjacji dla kwasu ortofosforowego(V):
H₃PO₄ H₂PO₄^- + H⁺ K_a1=7,1^.10^-3 oznacza, że tylko niewielka część kwasu ortofosforowego(V) dysocjuje z utworzeniem jonów wodorowych i jonów diwodoroortofosforanowych(V).

W kolejnym stopniu dysocjacji
H²PO₄^- HPO₄^2- + H⁺ K_a2=6,3^.10^-8 wytwarzane są ponownie jony wodorowe i jony wodoroortofosforanowe(V).

W trzecim stopniu dysocjacji:
HPO₄^2- PO₄^3- + H⁺ K_a3=4,4^.10^-13 wytwarzane są bardzo niewielkie ilości jonów wodorowych i jonów ortofosforanowych(V)

a) jony wodorowe H⁺ powstają w każdym stopniu dysocjacji i ich stężenie będzie największe.

b) jony fosforanowe(V), PO₄^3-, powstają tylko w trzecim stopniu dysocjacji i ich stężenie będzie najmniejsze.

Zadanie 12

Określ, jaką rolę według teorii Brønsteda pełni jon H₂PO₄^- w reakcji opisanej równaniem:
H₂PO₄^- HPO₄^2- + H⁺ K_a2=6,3^.10^-8
.............................................................................................................................................

Odpowiedź

Jon diwodoroortofosforanowy, H₂PO₄^- w 2 równaniu reakcji odłącza jon wodorowy, jest donorem jonu wodorowego. Wg teorii Brønsteda jest więc kwasem.

Zadanie 13

W produkcji nawozu fosforowego z trudno rozpuszczalnego w wodzie ortofosforanu(V) wapnia otrzymuje się rozpuszczalny diwodoroortofosforan(V) wapnia.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji.
...............................................................................................................................................

Odpowiedź

Ortofosforan(V) wapnia przekształcany jest w diwodoroortofosforan(V) wapnia: Ca₃(PO₄)₂ → Ca(H₂PO₄)₂

Ze schematu reakcji widzimy, że w diwodoroortofosforanie(V) wapnia znajduje się większa ilość reszt kwasowych, niż w ortofosforanie(V) wapnia, dodatkowo znajdują się w nim atomy wodoru. Musimy więc dodać do ortofosforanu(V) wapnia reszty kwasowe i atomy wodoru. Najprościej to zrobić dodając kwas ortofosforowy(V):

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ → 3Ca(H₂PO₄)₂

Zadanie 14

Określ, jak zmieni się (w układzie zamkniętym) ilość produktu w stosunku do ilości substratów
a) reakcji I, jeśli nastąpi wzrost temperatury.
............................................................................................................................................
b) reakcji II, jeśli nastąpi wzrost ciśnienia.
.............................................................................................................................................

Odpowiedź

I N_2(g) + O_2(g) 2NO_(g) ΔH=182,5kJ

II 2NO_(g) + O_2(g) 2NO_2(g) ΔH=-114,1kJ

a) reakcja I jest reakcją endotermiczną, czyli przebiega z pochłonięciem energii na sposób ciepła (wskazuje na to dodatnia wartość entalpii reakcji). Zgodnie z regułą Le Chatliera Brauna (regułą przekory), wzrost temperatury układu spowoduje takie przesunięcie stanu równowagi by przeciwdziałać wzrostowi temperatury. Oznacza to, że stan równowagi układu zostanie przesunięty w prawo, w kierunku tworzenia produktów. Takie przesunięcie stanu równowagi spowoduje, że układ „zrobi nam na złość” i reakcja będzie przebiegała w takim kierunku by temperatura układu zmalała. Ilość produktu wzrośnie.

b) Reakcja II przebiega ze zmniejszeniem objętości (współczynniki reakcji 3 → 2), czyli reakcja przebiega ze zmniejszeniem ciśnienia. Wzrost ciśnienia spowoduje zgodnie z reguła przekory taki przebieg reakcji by przeciwdziałać bodźcowi reakcji (wzrostowi ciśnienia), czyli reakcja przebiegnie w kierunku tworzenia tlenku azotu(IV) - w prawo, czyli ilość produktu wzrośnie.

Zadanie 15

Oblicz standardową entalpię reakcji: N_2(g) + 2O_2(g) 2NO_2(g)

Obliczenia: .................................................................................................................................
............................................................................................................................................
Odpowiedź: ...................................................................................................................................

Odpowiedź

Mając reakcje termochemiczne:

I N_2(g) + O_2(g) NO_(g) ΔH=182,5kJ
II 2NO_(g) + O_2(g) 2NO_2(g) ΔH=-114,1kJ
i reakcję dla której mamy obliczyć entalpię:

III N_2(g) + 2O_2(g) 2NO_2(g) ΔH=?

Równania reakcji traktujemy jak równania matematyczne, czyli reakcje I i II tak przekształcamy (doajemy do siebie, mnożymy stronami przez dowolną liczbę), by otrzymać reakcję III.

Zauważmy, że w reakcji III tlen i azot znajdują się po lewej stronie, tak jak w reakcji I, oraz tlenek azotu(IV) w reakcji III znajduje

się po prawej stronie, tak jak w reakcji II. Wystarczy więc stronami dodać do siebie reakcję I i II:
N_2(g) + O_2(g) + 2NO_(g) + O_2(g) 2NO_(g) + 2NO_2(g) ΔH=182,5kJ+(-114,1kJ)

po zredukowaniu wyrazów podobnych otrzymamy:
N_2(g) + 2O_2(g) 2NO_2(g) ΔH=68,4kJ

Zadanie 16

Chlor można otrzymać w wyniku reakcji kwasu solnego z manganianem(VII) potasu. Produktami tej reakcji, oprócz chloru, są: chlorek manganu(II), chlorek potasu i woda.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji i dobierz w nim współczynnikistechiometryczne metodą bilansu elektronowego. Zapisz wzory substancji, które pełniąw tej reakcji rolę utleniacza i reduktora.
Bilans elektronowy:
......................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................

Zbilansowane równanie reakcji:
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

Wzór utleniacza: ..............................................................................

Wzór reduktora: ...............................................................................

Odpowiedź

Zgodnie z opisem, reakcja przebiega zgodnie z równaniem reakcji:
KMnO₄ + HCl → MnCl₂ + Cl₂ + KCl + H₂O

Widzimy, że mangan w manganianie(VII) potasu, KMnO₄ jest na +VII stopniu utlenienia, a w chlorku manganu(II) na +II stopniu utlenienia. Zmniejszył on swój stopień utlenienia, jest więc utleniaczem.

Chlor w chlorowodorze jest na –I stopniu utlenienia, a w chlorze na 0 stopniu utlenienia. Chlorowodór HCl, utlenił się, czyli zredukował mangan w manganianie(VII) potasu. Jest więc reduktorem.

Reakcję zbilansujemy za pomocą bilansu elektronowego równań połówkowych:

16 jonów wodorowych musi pochodzić od kwasu solnego. Możemy więc zapisać:
2KMnO₄ + 16HCl → 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 2KCl + 8H₂O

Zadanie 17

Wodny roztwór siarczanu(VI) sodu poddano elektrolizie z użyciem elektrod grafitowych.

Napisz równania reakcji, które przebiegały na elektrodach w czasie opisanego procesu.
Równanie reakcji anodowej:
.............................................................................................................................................
Równanie reakcji katodowej:
............................................................................................................................................

Odpowiedź

W solach kwasów tlenowych, reszta kwasowa ma bardzo duży potencjał utlenienia. Zamiast reszty kwasowej utlenieniu ulega woda (tlen zawarty w wodzie utlenia się do tlenu cząsteczkowego). Redukcja kationu do metalu zachodzi tylko wtedy, gdy kation pochodzi od metalu znajdującego się w szeregu aktywności metali za cynkiem (na elektrodzie grafitowej). Dlatego jon sodowy nie będzie w tych warunkach redukowany. Redukcji ulegnie wodór zawarty w wodzie:

Reakcja na anodzie: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

Reakcja na katodzie: 4H₂O + 4e → 2H₂ +4OH^-

Zauważmy, że na anodzie zawsze zachodzi reakcja utleniania (podczas elektrolizy jak i w ogniwie). Ładunek lewej i prawej strony każdej reakcji elektrodowej musi być sobie równy. Reakcje dobrze jest zapisywać w taki sposób, by ilości pobranych i oddanych elektronów były sobie równe. Wtedy od razu widać stosunek molowy wydzielanych produktów.

Zadanie 18

Przyporządkuj wykresom A, B i C nazwy szeregów homologicznych wymienionych w informacji wstępnej.
Wykres A: .................................................................
Wykres B: .................................................................
Wykres C: .................................................................

Odpowiedź

Zawartość procentową pierwiastka w związku wylicza się ze wzoru na stężenie procentowe, w którym masę substancji traktuje się jako masę pierwiastka, a masę roztworu jako masę cząsteczkową związku: . W przypadku alkanu wzór ogólny C_nH_2n+2, zawartość procentowa węgla: C%=100%^.12n/(14n+2). Dla n=2 otrzymamy 80%. Odpowiada to krzywej C. W przypadku alkenu C_nH_2n zawartość procentowa węgla C%=100%^.12n/14n. Dla n=2 otrzymamy 85,7%. Odpowiada to krzywej B na wykresie. Więc krzywa A opisuje zawartość węgla w alkinach.

Zadanie 19

Określ, do jakiej wartości procentowej zawartości węgla dążą krzywe A i C. Odpowiedź uzasadnij obliczeniami.
Obliczenia: ......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

Odpowiedź

Zawartość procentowa węgla w alkenach nie zależy od ilości atomów węgla w cząsteczce, ponieważ C%=100%^.12n/14n=100%^.12/14=85,7%.

Dla alkanów gdy n→∞ , zawartość procentową węgla obliczymy ze wzoru: , a dla alkinów:

Zadanie 20

Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) trzech izomerycznych alkinów zawierających 5 atomów węgla w cząsteczce.

Odpowiedź

Alkin, końcówka –in (-yn) wskazuje, że mamy do czynienia z węglowodorem, w którym znajduje się wiązanie potrójne C-C. Węglowodór zawiera 5 atomów węgla:

Zadanie 21

Liczba wiązań typu σ: ..............................................................
Liczba wiązań typu π: ..............................................................

Odpowiedź

Każde wiązanie pojedyncze jest wiązaniem typu σ, natomiast wiązanie podwójne składa się z wiązania typu σ i typu π:

Zadanie 22

Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch pochodnych propanu.

Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego izomeru każdego z tych związków.

Odpowiedź

Izomery są to związki mające identyczny wzór cząsteczkowy. Dla propanonu możemy zapisać następujące izomery:
CH₃CH₂CHO     oraz   CH₂=CH-CH2OH, natomiast dla kwasu propanowego:

Zadanie 23

Związek A, będący chloropochodną pewnego alkanu, poddano przemianom, które ilustruje poniższy schemat.

a) Podaj nazwę systematyczną związku A.
.............................................................................................................................................

b) Napisz, używając wzorów półstrukturalnych (grupowych), równanie reakcji, której ulega związek B.
.............................................................................................................................................

Odpowiedź

Zadanie to najlepiej rozwiązywać od końca. Końcowym produktem jest ester, otrzymany w reakcji kwasu octowego i alkoholu. Należy odnaleźć część pochodzącą od kwasu octowego i część pochodzącą od alkoholu:

Widzimy, że ester ten powstał z alkoholu izopropylowego (propan-2-olu). Alkohol ten powstał z chlorowcopochodnej, w reakcji substytucji (podstawienia) atomu chloru grupą hydroksylową. Atom chloru musiał zatem znajdować się przy 2 atomie węgla:

Zadanie 24

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on wzory pary enancjomerów kwasu mlekowego.

Odpowiedź

Enancjomery to wzajemne lustrzane odbicia nienakładalne na siebie. Wzór kwasu mlekowego CH3CH(OH)COOH oznacza, że składa się z 3 atomów węgla, przy drugim znajduje się grupa hydroksylowa:

Jeżeli brak Ci wyobraźni przestrzennej, w celu znalezienia enancjomeru można pomóc sobie lusterkiem. Rysujemy jeden związek, a jego enancjomer zobaczymy w lusterku. Należy tylko dokładnie przerysować, to co widzimy.

Zadanie 25

Określ, czy etanol może występować w formach enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij.
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

Odpowiedź

Aby związek mógł występować w formie enancjomerów, jego odbicie lustrzane musi być nienakładalne na związek. Tak się dzieje gdy cząsteczka związku nie posiada płaszczyzny symetrii (w uproszczeniu gdy posiada asymetryczny atom (atom połączony z 4 różnymi podstawnikami)). W cząsteczce etanolu nie ma asymetrycznego atomu węgla, dlatego etanol nie może występować w formach enancjomerycznych, nie ma enancjomeru.

Zadanie 26

Opisz, w jaki sposób można doświadczalnie sprawdzić obecność skrobi w bulwach ziemniaków, mając do dyspozycji wodę bromową i wodny roztwór jodku potasu.

Podaj opis słowny wykonania doświadczenia oraz obserwacje, dotyczące wykrywania skrobi w bulwach ziemniaków.
Opis słowny wykonania doświadczenia:
.......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

Obserwacje:
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

Odpowiedź

Reakcją charakterystyczną na skrobie, jest jej reakcja z jodem (I2). Preparaty w których znajduje się skrobia zabarwiają się na intensywny, granatowy kolor. Dysponujemy jedynie jodkiem potasu i bromem. Należy otrzymać jod. Brom jest bardziej reaktywny od jodu i wypiera go z jego soli (w myśl zasady bardziej reaktywny, lub mocniejszy wypiera mniej reaktywny lub słabszy):

2KI + Br₂ → 2KBr + I₂

Powstały roztwór nanosi się na przekrojoną bulwę ziemniaka.

Opis słowny doświadczenia: Do roztworu jodku potasu dodajemy kilka kropli bromu i wstrząsamy. Kilka kropli powstałego roztworu nanosimy na przekrojoną bulwę ziemniaka.

Obserwacje: w miejscu naniesienia roztworu pojawia się granatowe zabarwienie.

Zadanie 27

Uzasadnij powyższe ostrzeżenie, zapisując w formie jonowej równanie reakcji chemicznej, która zaszłaby po zastosowaniu takiego preparatu do czyszczenia instalacji aluminiowej. Pamiętaj, że jednym z produktów reakcji glinu z zasadą sodową jest wodór.
..............................................................................................................................................

Odpowiedź

Jeżeli głównym składnikiem preparatów jest wodorotlenek sodu, to w kontakcie z aluminiowym przedmiotem (glinoym) zajdzie reakcja:

2Al + 2OH^- + 6H₂O → 2[Al(OH)₄]^- + 3H₂

Dobór współczynników tej reakcji będzie łatwy gdy zbilansujemy sobie elektrony. Wodór pobiera 2e, glin oddaje 3e, NWW=6, a więc muszą być dwa atomy glinu i 3 cząsteczki wodoru. 2 atomy glinu tworzą 2 cząsteczki tetrahydroksyglinianu. Każda ma ładunek ujemny, czyli ładunek prawej strony wynosi (-2). Lewej również musi wynosić (-2), więc muszą być dwie grupy wodorotlenowe. Teraz łatwo uzupełnić ilość cząsteczek wody, by było zachowane prawo zachowania masy.

Zadanie 28

Wodorotlenek sodu w obecności wody reaguje z tłuszczem znajdującym się w zatkanych rurach.

Napisz równanie tej reakcji przyjmując, że cząsteczki tłuszczu zbudowane są wyłącznie z tristearynianu glicerolu. W zapisie zastosuj półstrukturalne (grupowe) wzory tristearynianu glicerolu i glicerolu oraz sumaryczne wzory reszt węglowodorowych kwasu organicznego.
......................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

Odpowiedź

Tłuszcze to estry kwasów tłuszczowych i gliceryny (kwasy tłuszczowe, to kwasy karobksylowe o co najmniej 4 atomach węgla). Jako estry hydrolizują w środowisku alkalicznym. Reakcja hydrolizy w środowosku alkalicznym nosi nazwę reakcji zmydlania:

W celu zapisania wzoru estru pomocne mogą być informacje, że kwasy występujące w przyrodzie mają zawsze parzystą liczbę atomów węgla. Kwas stearynowy – zaczyna się na literę s, ma więc siedemnaście atomów węgla + grupa karboksylowa. Kwas palmitynowy ma piętnaście atomów węgla + grupę karboksylową.

Zadanie 29

Określ, jaka właściwość fizyczna produktów reakcji tłuszczu z zasadą sodową jest podstawą opisanej metody udrażniania rur.
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

Odpowiedź

W reakcji zmydlania tłuszczu tworzą się sole sodowe kwasów tłuszczowych (sole te nazywane są mydłami). Tak jak większość soli są rozpuszczalne w wodzie.