Matura Październik 2015, Poziom Rozszerzony (Informatory CKE), Formuła od 2015 - Zadanie 13.

Dimetyloglioksym jest związkiem organicznym o następującym wzorze:

Związek ten jest wykorzystywany w analizie chemicznej między innymi do wykrywania i określania ilości jonów niklu(II), z którymi tworzy trudno rozpuszczalny w wodzie osad dimetyloglioksymianu niklu(II) o różowym zabarwieniu. Reakcja ta przebiega zgodnie z równaniem:

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,
Warszawa 1998, s. 179–181.

Uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeżeli jest fałszywe.

Zdanie P/F
1. Dla wszystkich atomów węgla w cząsteczce dimetyloglioksymu należy przyjąć hybrydyzację typu sp2 .
2. We wzorze dimetyloglioksymianu niklu(II) strzałkami zaznaczono wiązania koordynacyjne, a kropkami wiązania wodorowe.
3. W reakcji wytrącania dimetyloglioksymianu niklu(II) dimetyloglioksym jest kwasem Brønsteda, ponieważ jest dawcą protonów.
Rozwiązanie:

Poprawna odpowiedź

1. F
2. P
3. P

Wskazówki do rozwiązania zadania

Przyjęcie hybrydyzacji typu sp2 dla wszystkich atomów węgla tworzących cząsteczkę dimetyloglioksymu oznaczałoby, że każdy atom węgla tworzy z sąsiednimi atomami wiązania, których osie leżą na jednej płaszczyźnie, a kąty między nimi wynoszą 120º. Dzieje się tak w przypadku wytworzenia przez atom węgla 2 wiązań pojedynczych i 1 wiązania podwójnego. W cząsteczce dimetyloglioksymu 2 atomy węgla spełniają ten warunek, ale 2 pozostałe, wchodzące w skład grup metylowych –CH3, tworzą 4 pojedyncze wiązania (w ich przypadku przyjmuje się hybrydyzację typu sp3). Z tego powodu zdanie 1. jest fałszywe. Niezależnie od przyjętej konwencji zaznaczania wiązań koordynacyjnych i wodorowych – aby wytłumaczyć przedstawioną strukturę elektronową dimetyloglioksymianu niklu(II), trzeba założyć, że wolne pary elektronowe atomów azotu uczestniczą w tworzeniu wiązań koordynacyjnych. Między atomami wodoru i atomami tlenu 2 sąsiadujących ze sobą grup –OH tworzą się wiązania wodorowe, ponieważ atomy tlenu naładowane są ujemnie i mają nadmiar elektronów, a atomy wodoru stanowią dodatnie bieguny cząsteczki. Zdanie 2. jest zatem prawdziwe.
Przedstawione równanie reakcji potwierdza fakt, że obie uczestniczące w niej cząsteczki dimetyloglioksymu oddają protony z grup  OH, czyli są kwasami Brønsteda. Wobec tego zdanie 3. również jest prawdziwe.

Wymagania ogólne I. Wykorzystanie i tworzenie informacji.
Uczeń korzysta z chemicznych tekstów źródłowych […];
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń rozumie podstawowe pojęcia […] chemiczne […];
Wymagania szczegółowe 3. Wiązania chemiczne. Uczeń:
4) zapisuje wzory elektronowe typowych cząsteczek związków kowalencyjnych […] z uwzględnieniem wiązań koordynacyjnych […];
5) rozpoznaje typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) w prostych cząsteczkach nieorganicznych […];
6) określa typ wiązania (σ i π) w prostych cząsteczkach;
7) opisuje i przewiduje wpływ rodzaju wiązania ([…] wodorowe) na właściwości […] substancji nieorganicznych i organicznych;

 

guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments