Wartości pH wody oraz wodnych roztworów kwasów i wodorotlenków mogą ulegać znacznym zmianom podczas dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad. Istnieją jednak roztwory, których pH zmienia się nieznacznie po dodaniu mocnego kwasu lub zasady na skutek reakcji składników roztworu z jonami wodorowymi lub jonami wodorotlenkowymi. Nazywamy je buforami pH. Buforowe właściwości mają roztwory zawierające sprzężoną parę kwas–zasada Brønsteda w podobnych stężeniach, np.: słaby kwas i jego sól z mocną zasadą, słabą zasadę i jej sól z mocnym kwasem, słaby kwas wieloprotonowy i jego wodorosól lub mieszaninę wodorosoli.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.

Przykładem buforu pH jest bufor octanowy, który otrzymuje się przez rozpuszczenie w wodzie kwasu etanowego (octowego) i etanianu (octanu) sodu.

Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Wartości pH wody oraz wodnych roztworów kwasów i wodorotlenków mogą ulegać znacznym zmianom podczas dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad. Istnieją jednak roztwory, których pH zmienia się nieznacznie po dodaniu mocnego kwasu lub zasady na skutek reakcji składników roztworu z jonami wodorowymi lub jonami wodorotlenkowymi. Nazywamy je buforami pH. Buforowe właściwości mają roztwory zawierające sprzężoną parę kwas–zasada Brønsteda w podobnych stężeniach, np.: słaby kwas i jego sól z mocną zasadą, słabą zasadę i jej sól z mocnym kwasem, słaby kwas wieloprotonowy i jego wodorosól lub mieszaninę wodorosoli.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.

Jednym z buforów odpowiedzialnych za utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej krwi jest bufor fosforanowy, który można otrzymać przez rozpuszczenie dwóch wodorosoli kwasu
ortofosforowego(V) w wodzie.

Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji ilustrujące działanie opisanego buforu fosforanowego. Przyjmij, że substraty reagują w stosunku molowym 1 : 1.

Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było porównanie aktywności chemicznej czterech metali: talu (Tl), technetu (Tc), hafnu (Hf) i molibdenu (Mo). Stwierdzono, że z udziałem wymienionych metali i ich jonów samorzutnie zachodzą reakcje, których przebieg ilustrują poniższe równania w formie jonowej skróconej:

Uszereguj wymienione metale według malejącej aktywności chemicznej – napisz ich symbole w odpowiedniej kolejności.

Zadanie 18.2. (0–1)

Spośród kationów biorących udział w opisanych reakcjach wybierz jon, który jest
najsilniejszym utleniaczem, i jon, który jest najsłabszym utleniaczem. Napisz wzory
wybranych jonów.

Zadanie 19. (0–2)

W temperaturze 20 °C rozpuszczalność uwodnionego wodorosiarczanu(VI) sodu o wzorze
NaHSO4 · H2O jest równa 67 gramów w 100 gramach wody.

Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.

Oblicz, jaki procent masy roztworu nasyconego o temperaturze 20 °C stanowi masa soli
bezwodnej NaHSO4.

Informacja do zadań 20.–22.

Wodorotlenek niklu(II) strąca się jako zielonkawy osad z wodnego roztworu soli niklu(II) pod działaniem wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Wodorotlenek niklu(II) nie rozpuszcza się w nadmiarze zasady, ale reaguje z kwasami. Pod wpływem utleniaczy ten wodorotlenek przechodzi w czarnobrunatny wodorotlenek niklu(III).

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2001.

Zadanie 20. (0–1)

Do probówki z wodnym roztworem chlorku niklu(II) dodano nadmiar wodnego roztworu
wodorotlenku sodu.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji otrzymywania wodorotlenku
niklu(II) w sposób opisany powyżej. Określ charakter chemiczny (kwasowy, zasadowy,
obojętny, amfoteryczny) wodorotlenku niklu(II).

Równanie reakcji: …………………………………………………………………………………………………………

Charakter chemiczny wodorotlenku niklu(II): ………………………………………………………………….

Wodorotlenek niklu(II) strąca się jako zielonkawy osad z wodnego roztworu soli niklu(II) pod działaniem wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Wodorotlenek niklu(II) nie rozpuszcza się w nadmiarze zasady, ale reaguje z kwasami. Pod wpływem utleniaczy ten wodorotlenek przechodzi w czarnobrunatny wodorotlenek niklu(III).

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2001.

Utlenianie wodorotlenku niklu(II) do wodorotlenku niklu(III) za pomocą chloranu(I) sodu przebiega w środowisku wodnym zgodnie ze schematem:

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania
zachodzących podczas opisanej reakcji. Określ stosunek molowy reduktora do utleniacza
w tej reakcji.

Równanie procesu redukcji:

Równanie procesu utleniania:

Informacja do zadań 20.–22.

Wodorotlenek niklu(II) strąca się jako zielonkawy osad z wodnego roztworu soli niklu(II) pod działaniem wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Wodorotlenek niklu(II) nie rozpuszcza się w nadmiarze zasady, ale reaguje z kwasami. Pod wpływem utleniaczy ten wodorotlenek przechodzi w czarnobrunatny wodorotlenek niklu(III).

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2001.

Zadanie 22. (0–1)

Do probówki zawierającej zielony roztwór chlorku niklu(II) dodano wodny roztwór
wodorotlenku sodu, a następnie – bezbarwny wodny roztwór chloranu(I) sodu – zgodnie ze
schematem:

Opisz wygląd zawartości probówki na początku doświadczenia oraz po reakcji I i po
reakcji II. Uwzględnij rodzaj mieszaniny (roztwór, zawiesina) oraz jej barwę.

Zadanie 23. (0–2)

Do całkowitego spalenia 2,80 dm3
(odmierzonych w warunkach normalnych) mieszaniny
zawierającej 60% objętościowych pewnego gazowego alkanu i 40% objętościowych metanu
potrzeba 13,16 dm3
tlenu w przeliczeniu na warunki normalne. Reakcje całkowitego spalania
metanu oraz dowolnego alkanu przebiegają zgodnie z równaniami:

Wykonaj niezbędne obliczenia i podaj wzór sumaryczny alkanu stanowiącego 60%
objętości opisanej mieszaniny.

Zadanie 24. (0–1)

Na przebieg reakcji propenu z bromowodorem ma wpływ obecność nadtlenków
w mieszaninie reakcyjnej, co zilustrowano na poniższym schemacie.

Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych
w nawiasie.

Gdy w środowisku reakcji nie ma nadtlenków, bromowodór przyłącza się do propenu
(niezgodnie / zgodnie) z regułą Markownikowa. Ta addycja przebiega poprzez tworzenie
drobin z ładunkiem dodatnim zlokalizowanym na atomie węgla. Jest to addycja
(rodnikowa / nukleofilowa / elektrofilowa) do podwójnego wiązania węgiel – węgiel.

Gdy w środowisku reakcji są obecne nadtlenki, addycja jest (niezgodna / zgodna) z regułą
Markownikowa. W tej reakcji przejściowo tworzy się (karbokation pierwszorzędowy /
karbokation drugorzędowy / rodnik pierwszorzędowy / rodnik drugorzędowy).

W poniższej tabeli zestawiono informacje na temat cząsteczek trzech węglowodorów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.

Przeprowadzono reakcję węglowodoru A z wodorem, w której stosunek molowy węglowodoru do wodoru był równy

Napisz równanie reakcji węglowodoru A z wodorem. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

Informacja do zadań 25.–27.

W poniższej tabeli zestawiono informacje na temat cząsteczek trzech węglowodorów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.

Zadanie 26. (0–1)

Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) izomeru cis węglowodoru B.

Informacja do zadań 25.–27.

W poniższej tabeli zestawiono informacje na temat cząsteczek trzech węglowodorów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.

Zadanie 27. (0–1)

Przeprowadzono reakcję węglowodoru C z wodą w stosunku molowym

Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) trwałego (dominującego) produktu reakcji,
której substratami są węglowodór C i woda.

Chlorowcopochodne alkanów reagują z metalicznym litem, w wyniku czego tworzą związki litoorganiczne (których wzór w uproszczeniu można zapisać jako RLi). Reakcja przebiega zgodnie ze schematem:

Związki litoorganiczne gwałtownie reagują z wodą z wydzieleniem wolnego węglowodoru. Roztwór po takiej reakcji ma odczyn zasadowy. W reakcjach związków litoorganicznych z jodkiem miedzi(I) powstaje związek miedziolitoorganiczny R2CuLi zgodnie z poniższym schematem:

Związek R2CuLi jest zwany odczynnikiem Gilmana. Ten odczynnik może reagować z inną chlorowcopochodną, w wyniku czego tworzy odpowiedni węglowodór (R–R’), co zilustrowano schematem:

Napisz

• w formie cząsteczkowej równanie reakcji chloroetanu z litem. Związki organiczne
przedstaw za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych).

• w formie cząsteczkowej równanie reakcji metylolitu (CH3Li) z wodą.

Przeprowadzono reakcję, podczas której na drugorzędową chloropochodną alkanu podziałano
odczynnikiem Gilmana. Wśród produktów reakcji obecny był 2-metylopropan.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie opisanej reakcji. Chloropochodną alkanu oraz
2-metylopropan przedstaw za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych).

Chlorowcopochodne alkanów reagują z metalicznym litem, w wyniku czego tworzą związki litoorganiczne (których wzór w uproszczeniu można zapisać jako RLi). Reakcja przebiega zgodnie ze schematem:

Związki litoorganiczne gwałtownie reagują z wodą z wydzieleniem wolnego węglowodoru. Roztwór po takiej reakcji ma odczyn zasadowy. W reakcjach związków litoorganicznych z jodkiem miedzi(I) powstaje związek miedziolitoorganiczny R2CuLi zgodnie z poniższym schematem:

Związek R2CuLi jest zwany odczynnikiem Gilmana. Ten odczynnik może reagować z inną chlorowcopochodną, w wyniku czego tworzy odpowiedni węglowodór (R–R’), co zilustrowano schematem:

Temperatura topnienia butylolitu (C4H9Li) jest znacznie niższa od 0 °C.

Na podstawie różnicy elektroujemności między litem a węglem oraz informacji wprowadzającej dotyczącej temperatury topnienia butylolitu określ rodzaj wiązania węgiel – lit.

Poniżej przedstawiono ciąg przemian chemicznych, w wyniku których ze związku I otrzymano związek IV. Związek I to homolog benzenu. Jego cząsteczka zbudowana jest
z siedmiu atomów węgla.

Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków I i II.

Określ typ reakcji (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji 2. i 3.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji 3. Związki organiczne przedstaw za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych) lub uproszczonych.