Kwas cytrynowy (kwas 2-hydroksypropano-1,2,3-trikarboksylowy) o składzie C6H8O7 spełnia ważną funkcję w metabolizmie organizmów jako produkt przejściowy cyklu Krebsa, w którym ulega izomeryzacji do kwasu izocytrynowego o następującym wzorze:
Podaj nazwę systematyczną kwasu izocytrynowego.
| Wiadomości i rozumienie | Posługiwanie się poprawną nomenklaturą najważniejszych dwufunkcyjnych pochodnych węglowodorów (I.1.i.1) |
Poprawna odpowiedź:
(kwas) 1-hydroksypropano-1,2,3-trikarboksylowy
1 p. – poprawna nazwa systematyczna
0 p. – inna odpowiedź lub brak odpowiedzi
Kwas cytrynowy (kwas 2-hydroksypropano-1,2,3-trikarboksylowy) o składzie C6H8O7 spełnia ważną funkcję w metabolizmie organizmów jako produkt przejściowy cyklu Krebsa, w którym ulega izomeryzacji do kwasu izocytrynowego o następującym wzorze:
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu cytrynowego.
| Wiadomości i rozumienie | Narysowanie wzorów izomerów różnego typu dla typowych wielofunkcyjnych pochodnych węglowodorów (I.1.i.5) |
Poprawna odpowiedź:
1 p. – poprawne napisanie wzoru
0 p. – inna odpowiedź lub brak rozwiązania
Kwas cytrynowy (kwas 2-hydroksypropano-1,2,3-trikarboksylowy) o składzie C6H8O7 spełnia ważną funkcję w metabolizmie organizmów jako produkt przejściowy cyklu Krebsa, w którym ulega izomeryzacji do kwasu izocytrynowego o następującym wzorze:
Przeanalizuj budowę cząsteczek kwasu cytrynowego i izocytrynowego ze względu na możliwość wystąpienia enancjomerii (izomerii optycznej). Wpisz w tabeli liczbę asymetrycznych atomów węgla w cząsteczkach tych kwasów oraz liczbę enancjomerów (izomerów optycznych) lub zaznacz ich brak.
| Kwas | Liczba asymetrycznych atomów węgla |
Liczba enancjomerów |
| cytrynowy | ||
| izocytrynowy |
| Tworzenie informacji | Analiza, interpretacja, porównanie danych zawartych w tablicach chemicznych i opracowaniach naukowych lub popularnonaukowych (III.1.3) |
Poprawna odpowiedź:
| Kwas | Liczba asymetrycznych atomów węgla |
Liczba enancjomerów |
| cytrynowy | 0 lub brak lub – | 0 lub brak lub – |
| izocytrynowy | 2 | 4 lub 2 pary |
2 p. – poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli
1 p. – poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli
0 p. – inna odpowiedź lub brak odpowiedzi
Do wodnego roztworu kwasu cytrynowego dodano nadmiar wodnego roztworu wodorowęglanu sodu NaHCO3. Stwierdzono, że temperatura mieszaniny poreakcyjnej jest znacznie niższa niż temperatura roztworów przed ich zmieszaniem. Zaobserwowano także wydzielanie bezbarwnego gazu.
a) Spośród podanych zależności wybierz i podkreśl tę, która jest prawdziwa dla entalpii procesu dokonującego się w opisanym doświadczeniu.
ΔH < 0 ΔH = 0 ΔH > 0
b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, która zaszła w czasie doświadczenia. Przyjmij, że kwas cytrynowy przereagował z wodorowęglanem sodu w stosunku molowym 1 : 3. Zastosuj następujący wzór kwasu cytrynowego:
C3H4(OH)(COOH)3.
a) (0–1)
| Wiadomości i rozumienie | Zakwalifikowanie przemian chemicznych ze względu na efekty energetyczne (reakcje egzo i endotermiczne) (I.1.e.1) |
Poprawna odpowiedź:
ΔH < 0 ΔH = 0 ΔH > 0
1 p. – wskazanie poprawnej zależności
0 p. – inna odpowiedź lub brak odpowiedzi
b) (0–1)
| Wiadomości i rozumienie | Zapisanie równań reakcji ilustrujących zachowanie kwasów w typowych reakcjach z solami innych kwasów (I.3.a.11) |
Poprawna odpowiedź:
C3H4(OH)(COOH)3 + 3NaHCO3 → C3H4(OH)(COONa)3 + 3CO2 + 3H2O
1 p. – poprawne napisanie równania reakcji w formie cząsteczkowej
0 p. – błędny zapis równania reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki stechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) lub brak odpowiedzi
W temperaturze 20 °C rozpuszczalność uwodnionego węglanu sodu o wzorze Na2CO3 · 10H2O wynosi 21,5 grama w 100 gramach wody.
Oblicz, jaki procent masy roztworu nasyconego w temperaturze 20 °C stanowi masa soli bezwodnej Na2CO3. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.
| Obliczenia:
Odpowiedź: |
| Korzystanie z informacji | Wykonanie obliczeń chemicznych z zastosowaniem pojęć: mol, masa molowa (II.5.b.2); Obliczenie stężenia procentowego roztworu (II.5.d.1) |
Przykład poprawnego rozwiązania:
1 mol Na2CO3 – 1 mol Na2CO3 · 10H2O
106,0 g Na2CO3 – 286,0 g Na2CO3 · 10H2O
ms Na2CO3 – 21,5 g Na2CO3 · 10H2O
2 p. – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku z właściwą dokładnością i w procentach
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wartości wyniku końcowego od ewentualnych wcześniejszych zaokrągleń. Należy uznać za poprawne wszystkie wyniki, które są konsekwencją przyjętych przez zdającego poprawnych zaokrągleń.
1 p. – zastosowanie poprawnej metody i:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
– błąd w zaokrągleniu wyniku
– inna niż wymagana dokładność wyniku
– niepodanie wyniku w procentach
0 p. – zastosowanie błędnej metody obliczenia lub brak rozwiązania
Wytrącanie trudno rozpuszczalnych siarczków metali jest ważną metodą analityczną. W tych reakcjach jako odczynnik stosowany jest siarkowodór, który uzyskuje się w wyniku hydrolizy amidu kwasu tiooctowego (tioacetamidu) o wzorze
W wyniku hydrolizy tioacetamidu powstają siarkowodór i etanian (octan) amonu.
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2001.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji hydrolizy tioacetamidu, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) reagentów organicznych.
| Wiadomości i rozumienie | Zapisanie równania reakcji chemicznej na podstawie słownego opisu przemiany (I.3.a.4) |
Poprawna odpowiedź:
CH3CSNH2 + 2H2O → CH3COONH4 + H2S
lub
1 p. – poprawne napisanie równania reakcji w formie cząsteczkowej
0 p. – błędny zapis równania reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki stechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) lub brak odpowiedzi
Napisz równania reakcji etapów dysocjacji kwasu siarkowodorowego, którym odpowiadają wartości stałej dysocjacji podane w tabeli.
| Stała dysocjacji Ka | Równanie reakcji |
| 1 · 10 –18 | |
| 1 · 10 –7 |
| Wiadomości i rozumienie | Zapisanie równań reakcji dysocjacji kwasów (z uwzględnieniem dysocjacji wielostopniowej) (I.3.a.16) |
Poprawna odpowiedź:
| Stała dysocjacji Ka | Równanie reakcji |
| 1 · 10 –18 | |
| 1 · 10 –7 |
1 p. – poprawne napisanie obu równań reakcji
0 p. – błędny zapis co najmniej jednego równania reakcji lub błędne przyporządkowanie równań, lub brak odpowiedzi
Siarczki są solami słabego kwasu siarkowodorowego, dlatego możliwość ich wytrącenia zależy nie tylko od iloczynu rozpuszczalności, lecz także od pH roztworu. W roztworach o niskim pH stężenie jonów siarczkowych jest bardzo małe, więc stężenie jonów metalu musi być odpowiednio duże, aby został przekroczony iloczyn rozpuszczalności. Dla roztworu o znanym pH można obliczyć najmniejsze stężenie molowe kationów danego metalu c, jakie musi istnieć w roztworze o tym pH, aby zacząć się wytrącać osad siarczku tego metalu.
Na poniższym wykresie przedstawiono zależność logarytmu z najmniejszego stężenia c kationów Cu2+ i Zn2+ (log c), przy którym następuje strącanie siarczków miedzi(II) i cynku, od pH roztworu.
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2001.
Przygotowano dwa roztwory wodne, których pH było równe 1. Roztwór I zawierał jony Zn2+ o stężeniu c równym 10–5 mol · dm3, a roztwór II zawierał jony Cu2+ o stężeniu c równym 10–5 mol · dm–3.
Czy w roztworze I wytrąci się osad ZnS, a w roztworze II osad CuS? Wpisz TAK albo NIE w odpowiednie rubryki tabeli.
| W roztworze I wytrąci się osad ZnS. | |
| W roztworze II wytrąci się osad CuS. |
| Tworzenie informacji | Uogólnienie i sformułowanie wniosku (III.3.6) |
Poprawna odpowiedź:
| W roztworze I wytrąci się osad ZnS. | NIE |
| W roztworze II wytrąci się osad CuS. | TAK |
1 p. – poprawne uzupełnienie tabeli
0 p. – inna odpowiedź lub brak odpowiedzi
Nadtlenek wodoru H2O2 jest gęstą, syropowatą cieczą, która miesza się z wodą w każdym stosunku. W roztworach wodnych ulega w niewielkim stopniu dysocjacji według równania:
Przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce nadtlenku wodoru ilustruje poniższy rysunek.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Korzystając z informacji na temat dysocjacji nadtlenku wodoru w wodzie, wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe.
| Zdanie | P/F |
| 1. Nadtlenek wodoru jest kwasem Brønsteda, a sprzężoną z nim zasadą jest jon OH–. | |
| 2. Woda jest akceptorem protonów pochodzących od sprzężonego z niż kwasu Brønsteda, którym jest nadtlenek wodoru. | |
| 3. Cząsteczka H2O2 i jon HO−2 stanowią sprzężoną parę kwas – zasada w ujęciu teorii Brønsteda. |
| Tworzenie informacji | Uogólnienie i sformułowanie wniosku (III.3.6) |
Poprawna odpowiedź:
| Zdanie | P/F |
| 1. Nadtlenek wodoru jest kwasem Brønsteda, a sprzężoną z nim zasadą jest jon OH–. | F |
| 2. Woda jest akceptorem protonów pochodzących od sprzężonego z niż kwasu Brønsteda, którym jest nadtlenek wodoru. | F |
| 3. Cząsteczka H2O2 i jon HO−2 stanowią sprzężoną parę kwas – zasada w ujęciu teorii Brønsteda. | P |
1 p. – poprawna ocena trzech zdań
0 p. – inna odpowiedź lub brak odpowiedzi
Nadtlenek wodoru H2O2 jest gęstą, syropowatą cieczą, która miesza się z wodą w każdym stosunku. W roztworach wodnych ulega w niewielkim stopniu dysocjacji według równania:
Przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce nadtlenku wodoru ilustruje poniższy rysunek.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Korzystając z informacji na temat struktury cząsteczki nadtlenku wodoru, uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
1. W cząsteczce nadtlenku wodoru atomy wodoru połączone są z atomami tlenu wiązaniami kowalencyjnymi (spolaryzowanymi / niespolaryzowanymi), a między atomami tlenu występuje wiązanie kowalencyjne (spolaryzowane / niespolaryzowane).
2. Cząsteczka nadtlenku wodoru jest (polarna / niepolarna).
3. Kształt cząsteczki nadtlenku wodoru można wyjaśnić, jeśli się założy hybrydyzację typu (sp3 / sp2 / sp) walencyjnych orbitali atomowych tlenu.
| Wiadomości i rozumienie | Określenie na podstawie różnicy elektroujemności i liczby elektronów walencyjnych atomów łączących się pierwiastków rodzaju wiązania (I.1.b.2); Określenie kształtu prostych cząsteczek związków nieorganicznych i organicznych, wskazanie, które z nich są polarne, a które są niepolarne (I.1.b.4) |
Poprawna odpowiedź:
1. W cząsteczce nadtlenku wodoru atomy wodoru połączone są z atomami tlenu wiązaniami kowalencyjnymi (spolaryzowanymi / niespolaryzowanymi), a między atomami tlenu występuje wiązanie kowalencyjne (spolaryzowane / niespolaryzowane).
2. Cząsteczka nadtlenku wodoru jest (polarna / niepolarna).
3. Kształt cząsteczki nadtlenku wodoru można wyjaśnić, jeśli się założy hybrydyzację typu (sp3 / sp2 / sp) walencyjnych orbitali atomowych tlenu.
3 p. – poprawne uzupełnienie trzech zdań
2 p. – poprawne uzupełnienie dwóch zdań
1 p. – poprawne uzupełnienie jednego zdania
0 p. – inna odpowiedź lub brak odpowiedzi
