MJ
Zagadnienia na
egzamin z chemii
ogólnej i analitycznej
2010
Biologia, nauczanie biologii i przyrody UAM
2010-02-03
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 1.
Wyjaśnij technikę 14C datowania obiektów. Jakie obiekty mogą być datowane tą metodą ? Dlaczego
14 14
stężenie CO2 w atmosferze jest stałe a ilość C w ściętym drzewie maleje? Określ wiek starego
kawałka drewna wiedząc, że jego aktywność promieniotwórcza jest czterokrotnie mniejsza niż drewna
żywego, a czas półtrwania (połowicznej przemiany) izotopu 14C wynosi 5600 lat.
Technika 14C datowania obiektów polega na określeniu proporcjonalnej zawartości radioaktywnego węgla
14
C w martwej substancji pochodzenia organicznego do porównywalnej tkanki żywej. Pozwala to oszacować
ile lat upłynęło od śmierci danego organizmu. Węgiel 14C powstaje w górnych warstwach atmosfery, potem
ulega szybkiemu utlenieniu do CO2. W ten sposób przedostaje się do obiegu węgla w przyrodzie. Ilość
radioaktywnego węgla w żyjących organizmach jest taka sama (przez cały czas uzupełniają ilość izotopu 
rośliny poprzez asymilację węgla w fotosyntezie, a zwierzęta z pokarmem). Po śmierci organizmu ustaje
wchłanianie węgla, więc poziom 14C spada. Znając połowiczny czas rozpadu można oszacować czas śmierci
organizmu.
x  aktywność 14C w żywej tkance
 ilość 14C w badanej próbce
T = 5600 lat
n = n " =
= x " 2 =
= t = 11200 lat
Zadanie 2.
Podaj przykłady zastosowania izotopów w diagnostyce medycznej i badaniach mechanizmów reakcji.
W diagnostyce izotopy używa się to do syntezy związków zwanych tracerami, czyli takich w których skład
wchodzą izotopy promieniotwórcze jak np. C lub H. Taka cząsteczka obserwowana jest w organizmie w
trakcje przemieszczania się. Obecność molekuł może być obserwowana przy użyciu liczników Geigera-
Millera.
W medycynie najczęściej stosowanym izotopem jest Te (technet), który charakteryzuje się dużą
reaktywnością i dogodnym (krótkim) czasem połowicznego rozpadu. Na podstawie względnej aktywności
znacznika w badanych obszarach ciała można określić nadczynność lub niedoczynność organu.
W terapii nowotworów używa się promieniowania pochodzącego z radioaktywnego izotopu do niszczenia
komórek nowotworowych (radioterapia)
Izotopy mogą służyć także do badania mechanizmów reakcji. W związku umieszcza sie radioaktywny izotop
i śledzi się jego drogę w reakcjach chemicznych np. badanie reakcji estryfikacji.
Zadanie 3.
Wyjaśnij pojęcie elektroujemności pierwiastka chemicznego.
Elektroujemność pierwiastka to jego zdolność do oddawania lub przyłączania elektronów, czyli jego
powinowactwo elektronowe. Pierwiastki silnie elektroujemne chętniej przyjmują elektrony.
Zadanie 4.
Zdefiniuj pojęcia: mol, pierwiastek chemiczny (definicja współczesna), izotop, liczba atomowa, liczba
masowa, elektrony walencyjne.
mol  jednostka liczności materii, która zawiera tyle atomów (cząsteczek lub jonów) ile jest atomów węgla
znajduje się w 12 g 12C (6,02 � 1023 cząsteczek lub jonów)
2
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
pierwiastek chemiczny  zbiór wszystkich atomów posiadających jednakową liczbę protonów w jądrze (o tej
samej liczbie atomowej)
izotopy  atomy tego samego pierwiastka różniące się między sobą liczbą neutronów w jądrze
liczba masowa (A) to liczba nukleonów (protony i neutrony) w jądrze atomu
liczba atomowa (Z) to liczba porządkowa, czyli liczba protonów w atomie pierwiastka równa liczbie jego
elektronów
elektrony walencyjne to elektrony znajdujące się na ostatniej powłoce (powłoce walencyjnej). Biorą udział w
tworzeniu wiązań chemicznych.
Zadanie 5.
Podaj zakres obowiązywania reguły oktetu. Podaj przykłady związków nieoktetowych. Jaka reguła
obowiązuje w przypadku kompleksów metali przejściowych (bloku d)? Podaj konkretny przykład.
Atomy grup głównych układu okresowego tworząc wiązania chemiczne łączą się ze sobą w taki sposób by
uzyskać konfigurację walencyjną znajdującego się najbliżej helowca (dążą do uzyskania 8 elektronów na
ostatniej powłoce). Jedynym wyjątkiem jest wodór, który dąży do uzyskania dwóch elektronów.
Przykłady związków nieoktetowych: BF3 (6 elektronów walencyjnych), PCl5 i SF6 (posiadające atomy z
więcej niż oktetem).
W związkach metali przejściowych stosowana jest reguła 18 elektronów, w której uwzględnia się
zapełnianie orbitali d (10 elektronów) np. [Cu(NH3)4]SO4.
Zadanie 6.
W jaki sposób na podstawie wzoru strukturalnego można przewidzieć kąty między wiązaniami
wychodzącymi z atomu centralnego? Podaj przykłady.
Kształt cząsteczki można określić analizując sposób odpychania się par elektronowych. Przyjmuje się, że w
cząsteczce wszystkie pary elektronowe atomu centralnego znajdują się w tym samym stanie energetycznym
bez względu czy są elektronami s czy p. Pary elektronowe tworzące wiązania układają się w przestrzeni tak
aby być jak najdalej od siebie np.
kąty między wiązaniami: 1200
Cząsteczki mające dodatkowe wolne pary elektronów (e niewiążące) można analizować tak samo. Wolne
pary elektronowe zajmują nieco większą przestrzeń i odpychają od siebie siniej niż pary elektronowe
tworzące wiązania. To powoduje niewielką zmianę kątów między wiązaniami.
kąty między wiązaniami: ~1040
Zadanie 7.
Narysuj wzory strukturalne z uwzględnieniem elektronów niewiążących powłoki walencyjnej
następujących związków: woda, amoniak, kwas azotowy(V), kwas azotowy(III), kwas fosforowy(V),
ozon, tlenek węgla, dwutlenek węgla, benzen, eten, acetylen, trójtlenek siarki, dwutlenek siarki,
dwutlenek węgla, kwas siarkowy (VI), kwas węglowy, kwas siarkowy (IV), kation nitroniowy, anion
azydkowy (N3 ). Określ przybliżone kąty między wiązaniami i hybrydyzację atomu centralnego.
Uwaga: podane przykłady nie wyczerpują możliwych pytań.
3
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
a) woda,
hybrydyzacja: sp3
kąty między wiązaniami: ~1040
b) amoniak,
hybrydyzacja: sp3
kąty między wiązaniami: <1070
c) kwas azotowy(V),
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami: ~1200
d) kwas azotowy(III),
hybrydyzacja: sp
kąty między wiązaniami: 1800
e) kwas fosforowy(V),
hybrydyzacja: sp3
kąty między wiązaniami: 109,280
f) ozon,
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami: 1200
g) tlenek węgla,
hybrydyzacja: sp
kąty między wiązaniami: 1800
h) dwutlenek węgla,
hybrydyzacja: sp
kąty między wiązaniami: 1800
i) benzen,
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami: 1200
j) eten,
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami: 1200
k) acetylen,
hybrydyzacja: sp
kąty między wiązaniami: 1800
l) trójtlenek siarki,
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami: 1200
4
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
m) dwutlenek siarki,
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami:1200
n) kwas siarkowy (VI),
hybrydyzacja: sp3
kąty między wiązaniami: 109,280
o) kwas węglowy,
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami: 1200
p) kwas siarkowy (IV),
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami: 1200
q) kation nitroniowy,
hybrydyzacja: sp2
kąty między wiązaniami:1200
r) anion azydkowy (N3 ).
hybrydyzacja: sp
kąty między wiązaniami:180o
Zadanie 8.
Wyjaśnij pojęcie energii wiązania chemicznego na przykładzie cząsteczki H2. Jakie wiązania należą do
mocnych?
Energia wiązania chemicznego to energia uwalniania przy tworzeniu cząsteczki AB z pojedynczych
izolowanych atomów A i B. To energia przekazywana do otoczenia przy postawaniu wiązania niezbędna do
jego rozerwania. Cząsteczka H2 tworzy wiązanie kowalencyjne. Gdy dwa atomy wodoru tworzą cząsteczkę
ich elektrony rozmieszczają się symetrycznie wokół obydwu jąder, tworząc parę elektronową każdy atom
wodoru wykorzystuje wspólnie dwa elektrony i z tego powodu cząsteczka wodoru jest uboższa
energetycznie niż dwa oddzielne atomy a konfiguracja elektronowa staje sie podobna do konfiguracji helu.
Zadanie 9.
Na czym polega metoda rezonansu (mezomerii) i kiedy ją stosujemy? Podaj konkretne przykłady
(narysuj struktury rezonansowe). Czy mezomery są izomerami?
Mezomeria jest to zjawisko istnienia danego związku (cząsteczki) w wielu nietrwałych, zmieniających się,
przechodzących jedna w drugą strukturach elektronowych. Efekt mezomeryczny jest pojęciem sztucznym, a
nie realnym oddziaływaniem międzyatomowym. Służy on tylko do wyjaśnienia tych właściwości związków,
których nie możemy wywnioskować z klasycznego zapisu wzoru strukturalnego. Mezomery nie są
izomerami.
5
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 10.
Wymień i scharakteryzuj rodzaje wiązań chemicznych.
Wiązania atomowe
Wiązanie atomowe powstaje pomiędzy atomami tego samego pierwiastka lub pomiędzy atomami
pierwiastków, które różnią się wartością elektroujemności (zdolności do przyciągania elektronów) nie więcej
niż 0,4. Każdy z atomów oddaje po jednym elektronie, które tworzą łączącą parę wiążącą. Para ta znajduje
się dokładnie pomiędzy jądrami obydwu atomów wodoru i jest obejmowana zasięgiem ich przyciągania.
Wiązanie atomowe spolaryzowane
Jeżeli różnica elektroujemności łączących się pierwiastków zawiera się pomiędzy 0,4 i 1,7 to pierwiastki
te tworzą wiązanie spolaryzowane. Oznacza to, że wiążąca para elektronów jest przesunięta w stronę atomu
bardziej elektroujemnego (silniej przyciągającego elektrony). Atom ten zyskuje częściowy ładunek ujemny,
natomiast atom o niższej wartości elektroujemności zyskuje częściowy ładunek dodatni.
Wiązania jonowe
Wiązanie jonowe powstaje wówczas, gdy reagują ze sobą atomy pierwiastka elektrododatniego o małej
energii jonizacji z atomami pierwiastka elektroujemnego o dużym powinowactwie elektronowym. Reagujące
atomy osiągają konfigurację oktetową przez przesunięcie elektronów od elektrododatniego do
elektroujemnego atomu.
Wiązanie metaliczne
Powstawanie wiązania metalicznego polega na przekształceniu się atomów tego samego metalu lub atomów
różnych metali w zbiór kationów obsadzających węzły sieci krystalicznej i swobodnie poruszających się
między nimi elektronów. W związku z tym metale można traktować jako kryształy zawierające w węzłach
sieci krystalicznej pewną liczbę dodatnich zrębów atomowych, a w przestrzeni międzywęzłowej
równoważną im liczbę tzw. elektronów zdelokalizowanych, tj. nie należących do określonego jonu. Z tego
względu mówi się o chmurze elektronowej lub gazie elektronowym, w którym zanurzone są zręby atomowe
metalu, tworząc wiązanie metaliczne. Uporządkowany ruch gazu elektronowego związany jest z przepływem
prądu elektrycznego.
Wiązania koordynacyjne
Do utworzenia wiązania atomowego nie zawsze potrzebne są elektrony pochodzące od dwóch
atomów. Wiążąca para elektronowa może pochodzić od jednego atomu - donora, natomiast drugi atom
zwany akceptorem uzupełnia tą parą swoją powłokę elektronową do konfiguracji najbliższego gazu
szlachetnego. W rezultacie powstaje wiązanie typu kowalencyjnego określane jako donorowo-akceptorowe
albo koordynacyjne. Dobrym przykładem może tu być reakcja pomiędzy amoniakiem, kiedy to dodatni jon
wodorowy, posiadający wolne orbitale, akceptuje jako wspólną parę elektronową pochodzącą od atomu
azotu w cząsteczce amoniaku. Aby zaznaczyć, że dane wiązanie jest donorowo-akceptorowe, stosuje się
często we wzorach strukturalnych strzałkę zamiast kreski skierowaną od donora do akceptora.
Zadanie 11.
Wpływ wiązań wodorowych na własności fizyczne związków chemicznych, ze szczególnym
uwzględnieniem wody.
Wiązanie wodorowe utrzymuje cząsteczki wody w pewnej odległości od siebie, gdy woda krzepnie, tworząc
lód; w rezultacie, lód ma mniejszą gęstość niż ciekła woda i pływa po powierzchni. Woda zawdzięcza
również wiązaniu wodorowemu dużą pojemność cieplną (wolno pobiera ciepło, ale i wolno je oddaje). Aby
doprowadzić wodę do wrzenia należy dostarczyć o wiele więcej energii, aby rozerwać wiązania wodorowe.
Zadanie 13.
Dlaczego woda, pomimo mniejszej masy cząsteczkowej, ma znacznie większą temperaturę wrzenia i
krzepnięcia niż butan?
Ponieważ w wodzie występują wiązania wodorowe łączące cząsteczki wody. Butan natomiast ich nie
posiada. Aby doprowadzić wodę do wrzenia należy dodatkowo dostarczyć energii do rozerwania wiązań
wodorowych. Podczas krzepnięcia te wiązania szybciej stabilizują cząsteczki wody.
6
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 13.
Porównaj energię wiązań wodorowych, kowalencyjnych i jonowych.
wodorowych, kowalencyjnych i jonowych.
Wysoką energie chemiczną mają wią ci między atomami. Zatem
ą wiązania o dużych różnicach elektroujemności między atomami. Zatem
największą energię mają wiązania jonowe (ok. 500 ), a najmniejszą wiązania wodorowe
zania jonowe (ok. 500 zania wodorowe
(20-30 ).Wiązania kowalencyjne s dzy jonowymi i wodorowymi.
zania kowalencyjne są energetycznie pomiędzy jonowymi i wodorowymi.
Zadanie 14.
Rola wiązań wodorowych w układach biologicznych . Narysowa konkretne przykłady takich wiązań.
wych w układach biologicznych . Narysować konkretne przykłady takich wi
Przykładem znaczenia wiązań wodorowych jest ich wpływ na budow steczki DNA. Składa się ona z
wodorowych jest ich wpływ na budowę cząsteczki DNA. Składa si
dwóch łańcuchów nukleotydowych, które s cone jeden dookoła drugiego, tworząc podwójną helisę.
cuchów nukleotydowych, które są skręcone jeden dookoła drugiego, tworzą
Oba łańcuchy są utrzymywane razem przez wi dzy komplementarnymi parami zasad
utrzymywane razem przez wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi parami zasad
azotowych.
Inny przykład to białka. Główny łańcuch polipeptydowy białek składa si z jednostek, do których
Inny przykład to białka. Główny łańcuch polipeptydowy białek składa się z jednostek, do których
przyłączone są różne podstawniki, charakterystyczne dla 20 ró cych w przyrodzie
charakterystyczne dla 20 różnych istniejących w przyrodzie
aminokwasów biogennych. Grupy aminowa i karbonylowa tworz steczkowe wiązanie
aminokwasów biogennych. Grupy aminowa i karbonylowa tworzą wewnątrzcząsteczkowe wi
wodorowe N-H...O=C, które determinuje konformację głównego łańcucha peptydowego odpowiedzialnego
O=C, które determinuje konformacj cucha peptydowego odpowiedzialnego
za tworzenie helikalnej, bądz
płaskiej struktury.
płaskiej struktury.
schemat DNA schemat białka
schemat DNA schemat białka
Zadanie 15.
Do buforu o pH = 8,1 dodano niewielk kwasu fosforowego. W jakiej postaci będzie dodany kwas
Do buforu o pH = 8,1 dodano niewielką ilość kwasu fosforowego. W jakiej postaci b
fosforowy istniał w tym roztworze? (H3PO4, H2PO4 , HPO42 , PO43 ). Spośród czterech wymienionych
oztworze? (H ród czterech wymienionych
wybierz dwie formy o największym st ci pH i podaj stosunek ich stężeń. Wartości
kszym stężeniu przy tej wartości pH i podaj stosunek ich st
pKa dla kwasu fosforowego: pK1 = 2,1; pK2 = 7,1, pK3 = 12,4.
= 2,1; pK
H3PO4 "! H+ + H2PO4 pK1= 2,1
H2PO4 "! H+ + HPO42 pK2 = 7,1
HPO42 "! H+ + PO43 pK3 = 12,4
= 12,4

H3PO4"! H2PO4 "! HPO42 "! PO43
pK1= 2,1 pK2 = 7,1 pK3 = 12,4
Formy o największym stężeniu: HPO42 , H2PO4
HPO
C C
pH pK log log pH pK
C C
C C
log 8,1 7,1 1 10
C C
7
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 16.
W jakiej formie istnieje glicyna w roztworze o pH = 1,4; 2,4; 3,4; 7; 8,6; 9,6; 10,6? Podaj stosunek
stężeń dwu dominujących form. Wartości pKa dla glicyny: H3+N-CH2-COOH pKa = 2,4; H3+N-CH2-
COO pKa = 9,6 . Przykład odpowiedzi dla pH = 11,6 : [H2N-CH2-COO ]/[ H3+N-CH2-COO ] = 100.
H3+N-CH2-COOH "! H3+N-CH2-COO "! H2N-CH2-COO
(a) pK1= 2,4 (b) pK2 = 9,6 (c)
C C
pH = pK + log log = pH - pK
C C
a) pH= 1,4
C
H N CH COO 1
log = 1,4 - 2,4 = -1 =
C
H N CH COOH 10
b) pH= 2,4
C
H N CH COO
log = 2,4 - 2,4 = 0 = 1
C
H N CH COOH
c) pH= 3,4
C
H N CH COO
log = 3,4 - 2,4 = 1 = 10
C
H N CH COOH
d) pH= 7
C
H N CH COO
log = 7 - 9,6 = -2,6 = 0,0025
C
H N CH COOH
e) pH= 8,6
C
H N CH COO 1
log = 8,6 - 9,6 = -1 =
C
H N CH COOH 10
f) pH= 9,6
C
H N CH COO
log = 9,6 - 9,6 = 0 = 1
C
H N CH COOH
g) pH= 10,6
C
H N CH COO
log = 10,6 - 9,6 = 1 = 10
C
H N CH COOH
Zadanie 17.
Podaj wzór dowolnego biogenicznego aminokwasu. Jaka forma tego aminokwasu przeważa przy pH
=1, przy pH około 6-7 i przy pH=11? Narysuj odpowiednie wzory. Które z tych form mogą się
poruszać w polu elektrycznym, np. podczas elektroforezy?
np. alanina
CH3  CH  COOH CH3  CH  COO- CH3  CH  COO-
| "! | "! |
NH3+ NH3+ NH2
(A) (B) (C)
Dla pH=1 przeważa forma A aminokwasu
Dla pH=6-7 przeważa forma B aminokwasu
Dla pH=11 przeważa forma C aminokwasu
W polu elektrycznym np. podczas elektroforezy mogą poruszać się tylko jony (kationy do katody(-), aniony
do anody (+)) formy obojnacze nie poruszają się.
8
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 18.
Oblicz pH roztworu powstałego przez zmieszanie 0,5 dm3 0,2 M NaOH i 0,5 dm3 0,4 M HCl.
NaOH + HCl NaCl + H2O
VNaOH =0,5 VHCl=0,5
CNaOH =0,2 CHCl=0,4
n C " V
n = 0,2 " 0,5 dm = 0,1 mola
mol
n = 0,4 " 0,5 dm = 0,2 mola
dm
Powstaje nadmiar HCl o 0,1 mola (reagenty reagują w stosunku 1:1 więc 0,1 mola NaOH na 0,1 mola HCl)
n 0,1 mola mol
C = C = = 0,1
V + V 0,5 dm + 0,5 dm dm
pH = -log H pH = -log 0,1 = 1
Zadanie 19.
Oblicz pH roztworu powstałego przez zmieszanie 0,5 dm3 0,4 M NaOH i 0,5 dm3 0,2 M HCl.
NaOH + HCl NaCl + H2O
VNaOH =0,5 VHCl=0,5
CNaOH =0,4 CHCl=0,2
n = C " V
n = 0,4 " 0,5 dm = 0,2 mola
mol
n = 0,2 " 0,5 dm = 0,1 mola
dm
Powstaje nadmiar NaOH o 0,1 mola (reagenty reagują w stosunku 1:1 więc 0,1 mola na 0,1 mola)
n 0,1 mola mol
C = C = = 0,1
V + V 0,5 dm + 0,5 dm dm
pOH = -log OH pOH = -log 0,1 = 1
pH = 14 - pOH
pH = 14 - 1 = 13
Zadanie 20.
Do 1 litra roztworu NaOH o stężeniu 0,011 mol/dm3 dodano:
a) 0,001 mola stężonego HCl;
b) 0,01 mola stężonego HCl.
Podać, jakie jony i cząsteczki(nie licząc wody) będą istniały w roztworach opisanych w punktach a) i
b) i jakie będzie ich przybliżone stężenie (zaniedbać zmianę objętości roztworu spowodowaną
dodaniem małej objętości stężonego HCl).Oblicz pH otrzymanych roztworów.
a)
NaOH + HCl NaCl + H2O
VNaOH =1 nHCl=0,001
CNaOH =0,011
n = C " V
n = 0,011 " 1 dm = 0,011 mola
Powstaje nadmiar NaOH o 0,01 mola (reagenty reagują w stosunku 1:1 więc 0,001 mola na 0,001 mola)
cząsteczki /jony: Na+, Cl- (NaCl), OH-
9
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
0,01 mola mol
Cm ó = = 0,01
1 dm dm
pOH = -log OH
pOH = -log 0,01 = 2
pH = 14 - pOH
pH = 14 - 2 = 12
b)
NaOH + HCl NaCl + H2O
VNaOH =1 nHCl=0,01
CNaOH =0,011
n = C " V
n = 0,011 " 1 dm = 0,011 mola
Powstaje nadmiar NaOH o 0,001 mola (reagenty reagują w stosunku 1:1 więc 0,01 mola na 0,01 mola)
cząsteczki /jony: Na+, Cl- (NaCl), OH-
0,001 mola mol
Cm ó = = 0,001
1 dm dm
pOH = -log OH
pOH = -log 0,001 = 3
pH = 14 - pOH
pH = 14 - 3 = 11
Zadanie 21.
Oblicz (np. na podstawie wzoru Hendersona) pH buforów octanowych, w których
a) [CH3COOH] = [CH3COONa];
b) [CH3COOH] = 10 [CH3COOK];
c) 10 [CH3COOH] = [CH3COOK];
wiedząc; że pKa kwasu octowego wynosi 4,7
C
CH COONa
pH = pK + log pH = pK + log
C
CH COOH
a) [CH3COOH] = [CH3COONa]
CH COONa
pH = 4,7 + log = 4,7 + log1 = 4,7 + 0 = 4,7
CH COONa
b) [CH3COOH] = 10 [CH3COOK]
1
CH COOK
pH = 4,7 + log = 4,7 + log = 4,7 - 1 = 3,7
10 CH COOK 10
c) 10 [CH3COOH] = [CH3COOK];
10 CH COOH
pH = 4,7 + log = 4,7 + log10 = 4,7 + 1 = 5,7
CH COOH
Zadanie 22.
Oblicz (np. na podstawie wzoru Hendersona) pH buforów amoniakalnych, w których
a) [NH4Cl] = [NH3];
b) [NH4Cl] = 10 [NH3];
c) 10 [NH4Cl] = [NH3];
wiedząc, że pKa jonu amonowego wynosi 9,3.
10
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
C
NH
pH pK log pH pK log
C
NH Cl
a) [NH4Cl] = [NH3];
NH
pH 9,3 log 9,3 log1 9,3 0 9,3
3
NH
b) [NH4Cl] = 10 [NH3];
1
NH
pH 4,7 log 9,3 log 9,3 1 8,3
10 NH 10
c) 10 [NH4Cl] = [NH3]
10 NH Cl
pH 4,7 log 9,3 log10 9,3 1 10,3
NH Cl
Zadanie 23.
Na czym polega metoda określania pH roztworu za pomocą wskaz
ników (dlaczego wskaz
niki
określania pH roztworu za pomoc ników (dlaczego wska
zmieniają barwę?  wyjaśnij na wybranym przykładzie).
nij na wybranym przykładzie).
Indykatory (wskaz
niki) są to związki organiczne o charakterze słabego kwasu lub zasady, których jony
ązki organiczne o charakterze słabego kwasu lub zasady, których jony
zki organiczne o charakterze słabego kwasu lub zasady, których jony
posiadają inne zabarwienie niż cząsteczki niezdysocjowane i dlatego mo do określania odczynu
ąsteczki niezdysocjowane i dlatego mogą służyć do okre
roztworu jak np. fenoloftaleina w formie niezdysocjow ny mają barwę malinową. Po
roztworu jak np. fenoloftaleina w formie niezdysocjowanej jest bezbarwna, a jony maj
wprowadzeniu wskaz
nika do wodnego roztworu nast ciowa dysocjacja i ustala się stan
nika do wodnego roztworu następuje jego częściowa dysocjacja i ustala si
równowagi między jonami a cząsteczkami niezdysocjowanymi.
ąsteczkami niezdysocjowanymi.
forma bezbarwna forma barwna
forma bezbarwna forma barwna
Zadanie 24.
Jak działa pH-metr? Jaką wielkość rednio mierzy? Opisz budowę kombinowanej
wielkość fizyczną bezpośrednio mierzy? Opisz budowę
elektrody szklanej  takiej jaka była na pracowni.
takiej jaka była na pracowni.
Zanurzenie elektrody pomiarowej do roztworu wodnego powoduje powstanie siły elektromotorycznej (SEM)
Zanurzenie elektrody pomiarowej do roztworu wodnego powoduje powstanie siły elektromotorycznej (SEM)
Zanurzenie elektrody pomiarowej do roztworu wodnego powoduje powstanie siły elektromotorycznej (SEM)
między elektrodą i roztworem, a warto koncentacji jonów wodoru.
i roztworem, a wartość SEM jest bezpośrednią miarą koncentacji jonów wodoru.
1- membrana elektrody szklanej (przez który mogą swobodnie przenika
membrana elektrody szklanej ą swobodnie przenikać
jony hydroniowe odpowiadaj ce za pH analizowanego roztworu)
jony hydroniowe odpowiadające za pH analizowanego roztworu
2- roztwór wewnętrzny (zwykle 0,1 M HCl)
roztwór wewn
3- mostek elektrolityczny elektrody porównawczej
mostek elektrolityczny elektrody porównawczej
4- elektrody chlorosrebrowe (wykonana ze srebra i zanurzona we
elektrody chlorosrebrowe (wykonana ze srebra i zanurzona we
wzorcowym roztworze chlorku srebra
wzorcowym roztworze chlorku srebra)
5- roztwór wewnętrzny elektrody porównawczej
roztwór wewn
11
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 25.
Jaki roztwór buforowy ma decydujący wpływ na pH krwi? Z jakiego kwasu i jakiej zasady Bronsteda
składa się ten bufor? W jakim stosunku stężeń pozostają te składniki jeżeli pKa kwasu wynosi 6,4 a
pH krwi 7,4 ? W jaki sposób organizm może zareagować (intensywnością oddychania) na utratę
kwasu np. wskutek wymiotów?
Zasadniczym buforem wpływającym na pH krwi jest bufor węglanowy (układ kwasu węglowego i jego
kwaśnego węglanu  najczęściej pod postacią wodorowęglanu sodu NaHCO3).
kwas Bronsteda  H2CO3
zasada Bronsteda  HCO3-
C C
pH = pK + log log = pH - pK
C C
HCO HCO
log = 7,4 - 6,4 = 1 = 10
H CO H CO
Na wskutek wymiotów organizm odruchowo zatrzymuje oddychanie aby zwiększyć stężenie CO2 w
organizmie.
Zadanie 26.
Jaki parametr środowiska określa formę w jakiej będzie w nim istniał słaby kwas?
Parametrem środowiska jest rodzaj rozpuszczalnika.
Zadanie 27.
Zdefiniuj kwas i zasadę wg Arrheniusa i wg Broensteda. Wymień przykłady kwasów i zasad
Broensteda, które są : kationami, cząsteczkami obojętnymi i anionami.
Arrchenius:
kwasy  substancje, które w roztworach wodnych dysocjując dając jony H+
HA H+ + A-
zasady  substancje, które w roztworach wodnych dysocjując dając jony OH-
MOH M+ + OH-
Broensted:
kwasy  związki chemiczne lub jony zdolne do oddawania protonów (donor protonów)
przykłady: H3O+, NH4+, HCl, HNO3, CH3COOH, H3PO4, HS-, H2PO4-, HSO3-,HPO42-.
zasady  związki chemiczne lub jony zdolne do przyłączania protonów (akceptor protonów)
przykłady: NH3, H2O, OH-, H2PO4-, HS-, HPO42-, HSO3-.
Zadanie 28.
Omów wpływ ładunku na pKa kwasu w danej serii, np. OH , H2O, H3O+, albo serii H3PO4 + jego
aniony. Napisz równania dysocjacji dla każdego z tych przypadków.
seria OH , H2O, H3O+ seria H3PO4 + jego aniony
Wraz z wzrostem ładunku rośnie kwasowość (maleje pKa). Z danej serii najbardziej kwasowy jest H3O+ (ma
najmniejsze pKa) natomiast najbardziej ujemny (OH-) ma największe pKa.
OH "! H+ + O2-
H2O"! H+ +OH-
H3O+"! H2O + H+
12
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
seria H3PO4 + jego aniony
Wraz z wzrostem ładunku rośnie kwasowość (maleje pKa). Z danej serii najbardziej kwasowy jest H3PO4
(ma najmniejsze pKa) natomiast najbardziej ujemny (HPO42 ) ma największe pKa.
H3PO4 "! H+ + H2PO4
H2PO4 "! H+ + HPO42
HPO42 "! H+ + PO43
Zadanie 29.
Omów wpływ atomu X (X - pierwiastki z tego samego okresu) w związkach typu XHn na moc tych
kwasów.
Moc kwasów beztlenowych rośnie w obrębie okresu ze wzrostem elektroujemności atomu X.
Zadanie 30.
Jak można przewidzieć moc kwasu tlenowego na podstawie samego wzoru strukturalnego?
Jedną z reguł mocy kwasu jest zawartość w jego cząsteczce atomów tlenu nie związanych z wodorem
(a związanych bezpośrednio z atomem centralnym) . Im więcej takich atomów tym kwas jest mocniejszy.
Zadanie 31.
a) Co rozumiemy przez moc kwasu?
b) Uszereguj następujące kwasy w kierunku wzrastającej mocy (niektóre mogą być porównywalnej
mocy): HClO4, H3BO3, H2SO4, H3PO4, H2SO3, HNO3 Który z wyżej wymienionych kwasów ma
największą, a który najmniejszą wartość pKa?
a) moc kwasu  jakościową miarą mocy kwasu jest stopień oddawania protonów (H+). Miarą tej mocy
jest zazwyczaj ujemny logarytm ze stałej dysocjacji (pKa).
b) H3BO3, H3PO4, H2SO3, H2SO4, HNO3, HClO4
najmniejsza wartość pKa - HClO4 (najmocniejszy kwas)
największa wartość pKa - H3BO3 (najsłabszy kwas)
Zadanie 32.
Jak stopień dysocjacji słabego elektrolitu, np. słabego kwasu zależy od stężenia roztworu? Jakie prawo
określa tę zależność? Napisz odpowiedni wzór.
Zależność stopnia dysocjacji elektrolitu od stężenia roztworu określa prawo rozcieńczeń Ostwalda.
cą
K =
1 - ą
Dla słabych elektrolitów stopień dysocjacji jest wartością bardzo małą dlatego mozna przyjąć 1 - ą H" 1,
wtedy otrzymujemy
K
K = ą " c ą =
C
Z powyższego równania wynika, że im mniejsze stężenie tym większy stopień dysocjacji.
Zadanie 33.
Napisz jakie reakcje zachodzą, gdy do buforu octanowego dodamy:
a) mocnego kwasu;
b) mocnej zasady.
a) CH3COO- + HA CH3COOH + A-
b) CH3COOH + MOH CH3COOM + H2O
13
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 34.
W laboratorium są dostępne 0,1 molowe roztwory NaOH, HCl, amoniaku i kwasu octowego.
Jakie roztwory i w jakim stosunku objętościowym należy zmieszać aby otrzymać bufor o pH
zbliżonym do 4,7? (pKa kwasu octowego wynosi 4,7; pKa jonu amonowego wynosi 9,3)
Napisz reakcje, jakie zachodzą, gdy do tego buforu dodamy:
a) mocnego kwasu;
b) mocnej zasady.
Do otrzymania bufory o pH zbliżonym do 4,7 najlepiej utworzyć bufor octanowy (pKa kwasu octowego jest
najbliższe oczekiwanej wartości pH). Do jego wykonania potrzebujemy kwas octowy i sprzężona z nim
zasadę (np. CH3COONa). Z obliczeń dowiadujemy się w jakim stosunku musza znajdować sie roztwory w
buforze.
CH COONa CH COONa
pH = pK + log log = pH - pK
CH COOH CH COOH
CH COONa CH COONa
log = 4,7 - 4,7 = 0 = 1
CH COOH CH COOH
Z dostępnych substancji wybieramy CH3COOH i NaOH. Mieszamy je w stosunku 1:2
NaOH 1
=
CH COOH 2
NaOH przereaguje z połową CH3COOH dając CH3COONa, a reszta kwasu octowego stworzy roztwór
buforowy z octanem sodu.
Zadanie 35.
Posługując się wzorem Hendersona (lub wzorem na stałą dysocjacji) uzasadnij dlaczego rozcieńczanie
buforu nie powinno zmieniać jego pH.
Jeżeli rozcieńczamy bufor, wszystkie stężenia substancji zawartych substancji maleją o taką samą wartość.
Rozcieńczanie roztworów buforowych zasadniczo nie wpływa na wartość ich pH. Jeśli rozcieńczamy
roztwór np. x-krotnie, to w tym samym stopniu zmniejsza się zarówno stężenie soli, jak i kwasu (lub
zasady).
C
pH = pK + log
C
x - rozcieńczenie
C
C x C
x
pH = pK + log = pK + log " = pK + log
C
x C C
x
Zgodnie z obliczeniami pH roztworu rozcieńczonego jest identyczne z pH roztworu przed rozcieńczeniem.
Zadanie 36.
Omów problem równowagi między dwutlenkiem węgla rozpuszczonym w wodzie a kwasem
węglowym. Napisz równanie reakcji i wyrażenie na odpowiednią stałą równowagi.
Dwutlenek węgla jest bezwodnikiem kwasu węglowego obecnego w małym stężeniu w roztworach wodnych
i nadający im słabo kwaśny odczyn:
H2O + CO2 "! H2CO3
H2CO3 "! H+ + HCO3-
H2CO3 jest kwasem dwuprotonowym. Jego pierwsza stała dysocjacji obliczona jest jest z uwzględnieniem
całkowitego stężenia CO2 w roztworze
H " HCO
K =
CO " H CO
Rzeczywista stała dysocjacji
14
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
H " HCO
K =
H CO
Zadanie 37.
Podaj przykłady roztworów buforowych w układach biologicznych.
- bufor węglanowy w krwi
- bufor fosforanowy w nerce (w moczu)
Zadanie 38.
Zdefiniuj stopień dysocjacji elektrolitu? Jakie parametry (wymień 2 główne) wpływają na stopień
dysocjacji słabego kwasu? Jakie elektrolity nazywamy mocnymi?
Stopień dysocjacji jest to wielkość która informuje nas jaka część elektrolitu po wprowadzeniu do wody
uległa dysocjacji. jest to stosunek cząsteczek zdysocjowanych do ilości cząsteczek wprowadzonych do
roztworu.
c
ą = " 100%
c
ą  stopień dysocjacji
c  stężenie zdysocjowanej części elektrolitu
c0  całkowite stężenie elektrolitu
Wpływ na stopień dysocjacji mają: rodzaj elektrolitu, stężenie, temperatura
Elektrolit mocny to taki który po wprowadzeniu do wody praktycznie całkowicie rozpada się na jony
(ąH"100%)
Zadanie 39.
Jaka jest zależność między stężeniem a stopniem dysocjacji słabego elektrolitu? Napisz odpowiednie
równanie. Przy jakich stężeniach różnica stopnia dysocjacji między kwasem mocnym a słabym jest
najistotniejsza?
Stopień dysocjacji ą wzrasta kiedy stężenie roztwory maleje, czyli im mniejsze stężenie tym większy stopień
dysocjacji.
K
ą =
C
K XK
ą = = = x " ą
"
C
C
X
Zadanie 40.
Jaka jest relacja między mocą kwasu a jego pKa?
Im kwas mocniejszy tym jego pKa jest mniejsze.
Zadanie 41.
Oblicz pH
a) 0,001 M NaOH;
b) 0,1 M HCl.
a) pOH = -log OH
ą = 100%
15
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
pOH = -log 0,001 = 3
pH = 14 - pOH
pH = 14 - 3 = 11
b) pH = -log H
ą = 100%
pH = -log 0,1 = 1
Zadanie 42.
Na konkretnym przykładzie omów efekt wspólnego jonu.
Efekt wspólnego jonu jest to zmniejszenie rozpuszczalności osadu na skutek obecności jonu wspólnego (z
osadem) w roztworze. Efekt jest tym większy, im osad jest trudniej rozpuszczalny.
W nasyconym roztworze trudno rozpuszczalnego związku iloczyn stężeń jonów jest wielkością stałą równa
iloczynowi rozpuszczalności
I = M " X
Jeżeli zwiększy się stężenie jednego z jonów, to aby Ir zachował wartość stalą, trzeba odpowiednio
zmniejszyć stężenie drugiego jonu. np. dla BaSO4
I = Ba " SO
Jeżeli do nasyconego roztworu BaSO4 doda się kwasu siarkowego (VI) (y ) to musi ulec zmniejszeniu
stężenie jonów Ba2+, czyli rozpuszczalność BaSO4 ulegnie zmniejszeniu.
I = Ba - x " SO + y
Zadanie 43.
Jakie może być maksymalne stężenie jonów Mg2+ w roztworze o pH = 9? Iloczyn rozpuszczalności
Mg(OH)2 wynosi 1,1�10-11.
Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH-
Ir ( ) = 1,1 " 10
pOH = 14  pH pOH = 14  9 = 5
OH = 10
Ir ( ) = Mg " OH
Ir ( )
Mg =
OH
1,1 " 10 1,1 " 10 mol mol
= 1,1 " 10 = 0,11
Ag =
( ) 10 dm dm
10
Zadanie 44.
Jakie może być maksymalne stężenie jonów Ag+ w 0,01 M roztworze NaCl? Iloczyn rozpuszczalności
AgCl wynosi 1,6�10-10.
Ir = 1,6 � 10-10
AgCl "! Ag+ + Cl-
[Cl-] = [NaCl] = 0,01
Ir = Ag " Cl
Ir
Ag =
Cl
1,6 " 10 mol
= 1,6 " 10
Ag =
10 dm
16
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 45.
Wyjaśnij, dlaczego pomimo tego, że jony baru są śmiertelnie trujące, w diagnostyce przewodu
pokarmowego podaje się papkę barytową (BaSO4) jako kontrast.
Papka barytowa jest praktycznie nierozpuszczalna. Dlatego jony baru nie mogą przedostać się do
organizmu. Dodatkowo można zmieszać ją z siarczanem (VI) sodu aby dodatkowo zmniejszyć jeszcze
dysocjację barytu.
Zadanie 46.
Wyjaśnij w jaki sposób iloczyn rozpuszczalności wynika ze stałej równowagi procesu rozpuszczania
kryształu jonowego. Podaj wzór na iloczyn rozpuszczalności jodku ołowiu(II).
W roztworze istnieje równowaga między osadem w fazie stałej a jonami, które z niego powstają.
BA "! B A
Stała równowagi wyraża się wzorem
B " A
K =
BA
Stężenie ciała stałego [BA] jest wielkością stałą. Pomnożenie obustronnie równania przez stałą [BA] sprawi,
że po jednej stronie iloczyn stężeń jonów, a po drugiej iloczyn dwóch stałych, który można zastąpić jedna
wielkością Ir (iloczyn rozpuszczalności)
BA " K = B " A
Ir = B " A
iloczyn rozpuszczalności jodku ołowiu(II)
PbI2 "! Pb2+ + 2I-
Ir = Pb " I
Zadanie 47.
Rozpuszczalność trudno rozpuszczalnej soli wzrasta, gdy w roztworze obecny jest dobrze
rozpuszczalny elektrolit, który nie ma wspólnych jonów z tą trudno rozpuszczalną solą. Wyjaśnij to
zjawisko i podaj jego nazwę.
Efekt solny  siła jonowa wzrasta wraz z wzrostem stężenia jonów w roztworze, a zatem poprzez obecność
soli obcych (bez jonów wspólnych z osadem) następuje wzrost rozpuszczalności osadu. Dochodzi do
zwiększenia rozpuszczalności substancji o budowie jonowej pod wpływem elektrolitów.
Zadanie 48.
Dlaczego zachowanie określonego poziomu pH ma znaczenie dla układów biologicznych. Jakie
struktury białek są zależne od pH środowiska: I, II czy III-rzędowa?
Zachwianie pH ustroju może spowodować śmierć organizmu. Większość enzymów, niezbędnych do
funkcjonowania organizmu może działać tylko w określonym przedziale pH.
Od pH zależne są białka o strukturze II i III rzędowej.
Zadanie 49.
Jakie zjawisko wpływa na pH wodnych roztworów soli? Podaj pH roztworów następujących soli
(=7, ,7, >7).
a) Na2CO3;
b) CH3COONa;
c) NaCl;
d) NH4Cl.
Odpowiedz
uzasadnij odpowiednimi reakcjami chemicznymi.
17
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
a) pH > 7
2Na+ + CO32- + H2O 2Na+ + OH- + HCO3-
2Na
CO32- + H2O OH- + HCO3-
+ HCO
HCO3- + H2O OH- + H2CO3
CO
b) pH > 7
CH3COO- + Na+ + H2O CH3COOH + Na+ + OH-
CH
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH
COOH + OH-
c) pH = 7 hydroliza nie zachodzi
pH = 7 hydroliza nie zachodzi
d) pH < 7
NH4+ + Cl- + H2O NH3�H2O + H+ + Cl-
H
NH4+ +H2O NH3�H2O + H
O + H+
Zadanie 50.
Zdefiniuj stopień hydrolizy. Jak mo hydrolizy w oparciu o pomiar pH roztworu
hydrolizy. Jak można oszacować stopień hydrolizy w oparciu o pomiar pH roztworu
soli o znanym stężeniu? Wyjaśnij na konkretnym przykładzie. Np. pH 0,1 M roztworu octanu sodu
śnij na konkretnym przykładzie. Np. pH 0,1 M roztworu octanu sodu
nij na konkretnym przykładzie. Np. pH 0,1 M roztworu octanu sodu
wynosi 8 ....., lub pH 1M roztworu chlorku amonu wynosi 5...
wynosi 8 ....., lub pH 1M roztworu chlorku amonu wynosi 5...
stopień hydrolizy to stosunek ilości cz ści cząsteczek w roztworze
ści cząsteczek zhydrolizowanych do ogólnej ilości czą
np. CH3COONa np. NH4Cl
pH=8 pH=5
Cm= 0,1 Cm= 1
[H+]=10-8 [OH-]=10-6 [H+]=10-5 [OH-]=10-9
OH 10 H 10
10
� 10 � 10
CH COOH 10 NH Cl 10
Zadanie 51.
Naszkicuj krzywą miareczkowania 0,01 M NaOH za pomocą 0,01 M HCl. Podaj pH na początku
miareczkowania 0,01 M NaOH za pomoc 0,01 M HCl. Podaj pH na pocz
miareczkowania, w punkcie końcowym i przy du
ńcowym i przy dużym nadmiarze titranta.
pH na początku miareczkowania: ~ 12
tku miareczkowania: ~ 12
pH punkcie końcowym: ~ 7
cowym: ~ 7
pH przy dużym nadmiarze titranta: ~ 2
ym nadmiarze
Zadanie 52.
Na zmiareczkowanie próbki NaOH zu yto 25 ml 0,1 M HCl. Ile moli NaOH było zawarte w próbce?
Na zmiareczkowanie próbki NaOH zużyto 25 ml 0,1 M HCl. Ile moli NaOH było zawarte w próbce?
NaOH + HCl NaCl + H2O
VHCl = 25 ml = 0,025 l = 0,025 dm3
= 25 ml = 0,025 l = 0,025 dm
CmHCl = 0,1
n Cm � V
18
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
mol
n 0,025 dm " 0,1 = 0,0025 mola
dm
n = n = 0,0025 mola
Zadanie 53.
Na zmiareczkowanie próbki kwasu szczawiowego (COOH)2 zużyto 25 ml 0,1 M NaOH. Ile moli kwasu
szczawiowego było zawarte w próbce?
(COOH)2 + 2NaOH (COONa)2 + 2H2O
VNaOH = 25 ml = 0,025 l = 0,025 dm3
CmNaOH = 0,1
n = Cm " V
mol
n = 0,025 dm " 0,1 = 0,0025 mola
dm
1 mol (COOH)2  2 mole NaOH
x moli (COOH)2  0,0025 mola NaOH
0,0025
x = n( ) = = 0,00125 mola
2
Zadanie 54.
Jaki sprzęt używa się do miareczkowania. Co to jest titrant i gdzie się znajduje w czasie
miareczkowania?
Sprzęt: biureta umocowana w statywie, kolba stożkowa lub zlewka, pipeta
titrant  odczynnik dodawany w postaci roztworu mianowanego tzn. roztworu o dokładnie znanym stężeniu.
Znajduje się w biurecie i jest to roztwór którym miareczkujemy.
Zadanie 55.
W jaki sposób określamy punkt końcowy miareczkowania alkacymetrycznego  podaj minimum dwie
metody.
Za pomocą wskaz
ników chemicznych (metoda wizualna).
Elektrometrycznie (potencjometrycznie).
Zadanie 56.
Zdefiniuj związek kompleksowy. Jaka reguła analogiczna do reguły oktetu jest w przybliżeniu
spełniana przez związki kompleksowe metali przejściowych (bloku d). Co to jest liczba
koordynacyjna?
związek kompleksowy (koordynacyjny) to związek, w którego skład wchodzą jony kompleksowe, czyi jony
zbudowane z atomów centralnych i ligandów.
obowiązuje reguła 18

liczba koordynacyjna to liczba określająca liczbę atomów (ligandów) bezpośrednio związanych z atomem
centralnym poprzez wiązanie koordynacyjne.
Zadanie 57.
Podaj nazwy wymienionych związków kompleksowych: ........(wzory) i wzory następujących związków
kompleksowych .....(nazwy)
K[Al(OH)4]  tetrahydroksoglinian III) potasu
19
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Ag(NH3)2]OH  wodorotlenek diaminasrebra(I)
diaminasrebra(I)
Na3[Ag(S2O3)2]  ditiosiarczanosrebrzan(I) sodu
ditiosiarczanosrebrzan(I) sodu
[Co(NH3)6]2(SO4)3  siarczan(VI) heksaaminakobaltu(III)
siarczan(VI) heksaaminakobaltu(III)
K3[Co(CN)6]  heksacyjanokobaltan(III) potasu,
heksacyjanokobaltan(III) potasu,
Na3[Cu(CN)4]  tetracyjanomiedzian(I)sodu,
tetracyjanomiedzian(I)sodu,
[Cu(H2O)6]SO3  siarczan(IV) heksaakwamiedzi(II),
heksaakwamiedzi(II),
Zadanie 58.
Napisz wzory i nazwy kilku eterów koronowych i kryptandów. Z jakimi kationami te ligandy ch
Napisz wzory i nazwy kilku eterów koronowych i kryptandów. Z jakimi kationami te ligandy chętnie
Napisz wzory i nazwy kilku eterów koronowych i kryptandów. Z jakimi kationami te ligandy ch
tworzą kompleksy i jak proces ten zale
kompleksy i jak proces ten zależy od rozmiaru kationu?
12-korona-4 15-korona-5 21 7 kryptand(1,1,1) kryptand(1,1,2) kryptand(2,2,1)
21-korona-7 kryptand(1,1,1) kryptand(1,1,2)
+
Ligandy te reagują chętnie z Na+, K+. Związki te są  dopasowane rozmiarowo do kationów z którymi
 dopasowane rozmiarowo do kationów z którymi
reagują. Wraz z wzrostem średnicy atomu kationu ro koronowych i kryptandów.
rednicy atomu kationu rośnie także wielkość eterów koronowych i kryptandów.
Zadanie 59.
Napisz wzory: 15-korona-5, 18-korona 6, kryptandu(2,2,2) i kryptandu(2,2,1). Z jakimi kationami te
korona-6, kryptandu(2,2,2) i kryptandu(2,2,1). Z jakimi kationami te
ligandy chętnie tworzą kompleksy? Jak rozmiar kationu wpływa na ten proces?
kompleksy? Jak rozmiar kationu wpływa na ten proces?
kompleksy? Jak rozmiar kationu wpływa na ten proces?
18-korona-6 15
15-korona-5 (2,2,2)kryptand (2,2,1)kryptand
+
Ligandy te reagują chętnie z Na+, K+. Związki te są  dopasowane rozmiarowo do kationów z którymi
 dopasowane rozmiarowo do kationów z którymi
reagują. Wraz z wzrostem średnicy atomu kationu ro eterów koronowych i kryptandów.
rednicy atomu kationu rośnie także wielkość eterów koronowych i kryptandów.
Zadanie 60.
Podaj przykłady związków kompleksowych ważnych w układach biologicznych. Podaj atom (jon)
zków kompleksowych wa nych w układach biologicznych. Podaj atom
centralny w każdym z nich. Naszkicuj porfin nazwy dwu kofaktorów B12.
dym z nich. Naszkicuj porfinę. Co to jest koryna? Wymień nazwy
Związkami kompleksowymi ważnymi w układach biologicznych s : kompleks hemoglobiny i mioglobiny
żnymi w układach biologicznych są: kompleks hemoglobiny i mioglobiny
(atom centralny  Fe) oraz chlorofil (atom centralny  Mg).
chlorofil (atom centralny
Porfina
20
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Koryna - ligand ekwatorialny, część zany jest kompleksowo z
ęść budująca witaminę B12. Układ koryny związany jest kompleksowo z
atomem kobaltu.
Kofaktory B12: cyjanokobalamina, metylokobalamina
: cyjanokobalamina, metylokobalamina
Zadanie 61.
Zdefiniuj liczbę koordynacyjną kompleksu. Napisz wzory i nazwy ligandów jedno-, dwu- i
koordynacyjną kompleksu. Napisz wzory i nazwy ligandów jedno
kompleksu. Napisz wzory i nazwy ligandów jedno
wielokleszczowych. Podaj wzór EDTA.
wielokleszczowych. Podaj wzór EDTA.
Liczba koordynacyjna to liczba okreś czonych z atomem centralnym
koordynacyjna to liczba określająca liczbę atomów bezpośrednio połączonych z atomem centralnym
poprzez wiązanie koordynacyjne.
ligandy jednokleszczowe  koordynuj , CO (karbonyl), Cl-
koordynujące jedną parą elektronową np. H2O (akwa), CO
(chloro-), CN- (cyjano-)
ligandy wielokleszczowe  koordynuj dwiema, trzema itd. parami elektronowymi np. etylrnodiamina
koordynujące dwiema, trzema itd. parami elektronowymi
CH2  NH2
|
CH2  NH2
EDTA (kwas etylenodiaminotetraoctowy
kwas etylenodiaminotetraoctowy)
Zadanie 62.
Naszkicuj typową strukturę kompleksu o liczbie koordynacyjnej 6 i 4. Podaj nazwy takich struktur,
kompleksu o liczbie koordynacyjnej 6 i 4. Podaj nazwy takich struktur,
nawiązujące do nazw odpowiednich brył geometrycznych.
ce do nazw odpowiednich brył geometrycznych.
tetraedr oktaedr
Zadanie 63.
Nazwij związki kompleksowe (będą zków kompleksowych)
ędą podane wzory prostych związków kompleksowych)
Na[Al(OH)4]  czterohydroksyglinian sodu
czterohydroksyglinian sodu
Mg[Al(OH)4]2  bis(czterohydroksyglinian) magnezu
bis(czterohydroksyglinian) magnezu
[CoCl2(NH3)4]Cl  chlorek dwuchloroczteroaminakobaltu(III)
chlorek dwuchloroczteroaminakobaltu(III)
K3[Fe(CN)6]  sześciocyjanożelazian(III) potasu
elazian(III) potasu
K[Co(CN)(CO)2NO]  cyjanodwukarbonylonitrozylokobaltan(II) potasu
cyjanodwukarbonylonitrozylokobaltan(II) potasu
[Pt(NH3)6]Cl4  chlorek sześcioaminaplatyny(IV)
cioaminaplatyny(IV)
K3[CoCl4]  czterochlorokobaltan(II) potasu
czterochlorokobaltan(II) potasu
Na2[CoF6]  sześciofluorokobaltan(IV) sodu
ciofluorokobaltan(IV) sodu
K[AuBr4]  czterobromozłocian(III) potasu
czterobromozłocian(III) potasu
K[BiI4]  czterojodobizmutan(II) potasu
terojodobizmutan(II) potasu
Li2[Sn(OH)6]  sześciohydroksycynian(IV) litu
ciohydroksycynian(IV) litu
[Co(H2O)6]Cl2 - chlorek sześcioakwakobaltu(II)
cioakwakobaltu(II)
[Ni(NH3)6]2[Fe(CN)6]  sześciocyjano
ciocyjanożelazian(II) sześcioaminaniklu(II)
(NH4)2[(Ni(C2O4)2]  dwuszczawianoniklan(II) amonu
dwuszczawianoniklan(II) amonu
21
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Hg[Fe(CO)4]  czterokarbonylożelazian(II) rt
żelazian(II) rtęci(II)
[CrCl(NH3)5 ]Cl2 - chlorek chloropię
chlorek chloropięcioaminachromu(III)
Zadanie 64.
Wymień aminokwasy, których reszty najczęściej występują w charakterze ligandów w
aminokwasy, których reszty najcz w charakterze ligandów w
metaloproteinach. Naszkicuj przykład jednego z takich kompleksów.
metaloproteinach. Naszkicuj przykład jednego z takich kompleksów.
metaloproteiny [gr.], białka połączone z jonami metali (gł. żelaza, magnezu, miedzi, cynku i manganu);
ączone z jonami metali (gł. elaza, magnezu, miedzi, cynku i manganu);
wchodzą w skład układów enzymatycznych lub magazynuj metale w organizmie, np. ferrytyna.
w skład układów enzymatycznych lub magazynują metale w organizmie, np. ferrytyna.
aminokwasy, których reszty najczęściej wyst ligandów w metaloproteinach: cysteina,
ęściej występują w charakterze ligandów w metaloproteinach
glutamina, metionina
glutamina
Zadanie 65.
Podaj nazwy metaloprotein wykorzystywanych przez organizmy ywe do transportu tlenu.
Podaj nazwy metaloprotein wykorzystywanych przez organizmy żywe do transportu tlenu.
Scharakteryzuj centra aktywne tych metaloprotein. Jakie ligandy wiążą atomy (jony) metalu w tych
Scharakteryzuj centra aktywne tych metaloprotein. Jakie ligandy wi atomy (jony)
układach?
hemoglobina (w centrum aktywnym - Fe )
(w centrum aktywnym
hemocyjanina (w centrum aktywnym - Cu )
hemocyjanina (w centrum aktywnym
hemerytryna (w centrum aktywnym - Fe )
(w centrum aktywnym
najczęstszymi ligandami są gruby karboksylowe kwasu glutaminowego i asparaginowego, grupa fenolowa
gruby karboksylowe kwasu glutaminowego i asparaginowego, grupa fenolowa
gruby karboksylowe kwasu glutaminowego i asparaginowego, grupa fenolowa
tyrozyna
Zadanie 66.
Jak na podstawie standardowych potencjałów redukcyjnych mo rzewidzieć
Jak na podstawie standardowych potencjałów redukcyjnych można przewidzie kierunek reakcji
redoks?
Jeżeli z dwóch półogniw zestawi się jedno ogniwo, to w półogniwie o wyższym potencjale będzie zachodzić
eli z dwóch półogniw zestawi się szym potencjale b
proces redukcji, a w półogniwie o potenc proces utleniania, co jednoznacznie określa kierunek
proces redukcji, a w półogniwie o potencjale niższym  proces utleniania, co jednoznacznie okre
przebiegu reakcji sumarycznej w ogniwie.
przebiegu reakcji sumarycznej w ogniwie.
Zadanie 67.
Zdefiniuj stopień utlenienia, utleniacz i reduktor.
utlenienia, utleniacz i reduktor.
stopień utlenienia to liczba ładunków elementarnych, jakie byłyby związana z danym atomem, gdyby
to liczba ładunków elementarnych, jakie byłyby zwi zana z
wszystkie wiązania w cząsteczce, w skład której wchodzi, były wi zaniami jonowymi.
steczce, w skład której wchodzi, były wiązaniami jonowymi.
utleniacz to substancja ulegająca redukcji, przejmuj ca swój stopień utlenienia.
ca redukcji, przejmująca elektrony i obniżająca swój stopie
reduktor to substancja ulegająca utlenieniu, od ca swój stopień utlenienia.
ca utlenieniu, oddająca elektrony i podwyższająca swój stopie
Zadanie 68.
W jaki prosty sposób można uszeregować związki organiczne pod od najmniej do najbardziej
na uszeregowa zki organiczne pod od najmniej do najbardziej
utlenionego. Utwórz taki szereg i oblicz stopnie utlenienia atomu w
utlenionego. Utwórz taki szereg i oblicz stopnie utlenienia atomu węgla.
Im więcej dany związek posiada atomów tym jest bardziej utleniony.
atomów tlenu, a mniej wodoru tym jest bardziej utleniony
-IV -II 0 +II
IV
CH4 CH3OH HCHO HCOOH
22
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 69.
Napisz równania procesów utleniania-redukcji z bilansem elektronowym.
a) KMnO4 + HCl Cl2 + ... ....;
b) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + ......
c) Cu(OH)2 + CH3CHO + NaOH CH3COONa + ... ......;
d) KMnO4 + H2O2 + H2SO4 O2 + ........;
e) K2Cr2O7 + CH3CH2OH + H2SO4 CH3CHO + Cr2(SO4)3 + ....
VII -I 0 II
a) 2KMnO4 + 16HCl 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O
MnVII + 5e MnII /�2 redukcja
2Cl-I - 2e 2Cl0 /�5 utlenianie
VII II II III
b) 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 2MnSO4 + K2SO4 + 5Fe2(SO2)3 + 8H2O
MnVII + 5e MnII /�2 redukcja
2FeII - 2e 2Fe0 /�5 utlenianie
II I III I
c) 2Cu(OH)2 + CH3CHO + NaOH CH3COONa + Cu2O + 3H2O
CI - 2e CIII utlenianie
2Cu-I + 2e 2CuIII redukcja
VII -I 0 II
d) 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 5O2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
MnVII + 5e MnII /�2 redukcja
2O-I - 2e 2O0 /�5 utlenianie
VI -I I III
e) K2Cr2O7 + 3CH3CH2OH + 4H2SO4 3CH3CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
2CrVI + 6e 2CrIII /�1 redukcja
C-I - 2e CI /�3 utlenianie
Zadanie 70.
Wyjaśnij jakie procesy chemiczne zachodzą w czasie oczyszczania zaśniedziałych przedmiotów
srebrnych ułożonych na płytce aluminiowej w naczyniu wypełnionym solanką. Jaka jest rola NaCl?
Ag+ + e- = Ago ; Eo (Ag+/Ago) = 0,80 V ; Al3+ + 3e- = Alo ; Eo (Al3+/Alo) = -1,67 V
Ciemny nalot na przedmiotach srebrnych to głównie siarczek srebra Ag2S (obok tlenków i chlorków).
Wskutek kontaktu srebra z glinem podczas oczyszczania uwalniane są elektrony:
Al - 3e Al3+
które umożliwiają redukcję siarczku srebra do srebra przy jednoczesnym wydzielaniu gazu  siarkowodoru:
Ag2S + 2H2O + 2e 2Ag + H2S + 2OH
Reakcje te są możliwe, ponieważ glin jest metalem bardziej aktywnym od srebra i ulega procesowi
utleniania, umożliwiając redukcję srebra związanego w siarczku srebra.
Roztwór chlorku sodu jest elektrolitem w zbudowanym ogniwie. Ułatwia transport elektronów i jonów w
układzie.
Zadanie 71.
Jakie wnioski co do natury procesu korozji żelaza wynikają z obserwacji że (I) gwóz
dz
rdzewieje
szybciej gdy jest wilgotny; (II) rdzewieje jeszcze szybciej, gdy jest zanurzony w solance. Napisz reakcje
jakie zachodzą w czasie korozji żelaza.
Warunkiem koniecznym do powstania rdzy jest obecność wody i tlenu. Pozostające w kontakcie z wodą i
tlenem atmosferycznym żelazo przechodzi powoli w trudno rozpuszczalny wodorotlenek żelaza (II).
Powstaje ogniwo (zachodzą reakcje utleniania-redukcji).
W mikroogniwie zachodzą reakcje:
23
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Fe  2e Fe2+
2H2O + O2 + 4e 4OH-
Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 węglany i tlenki Fe(II) i Fe(III)
Rolę elektrolitu odgrywa woda, obecność dodatkowych jonów tylko przyspiesz korozję żelaza.
Zadanie 72.
Napisz reakcje jakie zachodzą na elektrodach akumulatora ołowiowego w czasie jego pracy. Która z
elektrod jest anodą, która katodą i jakie są ich znaki (+,-) ?
reakcja katodowa: (+) redukcja
PbO2 + 2e + H2SO4 +2H+ PbSO4 + 2H2O
(PbIV + 2e PbII)
reakcja anodowa: (-) utlenianie
Pb + H2SO4 PbSO4 + 2e + 2H+
(Pb0 - 2e PbII)
Zadanie 73.
Co się stanie
a) gdy płytkę cynkową zanurzymy w roztworze CuSO4;
b) gdy płytkę miedzianą zanurzymy w roztworze ZnSO4?
a) miedz
zredukuje się do metalicznej miedzi a cynk przejdzie do roztworu
Cu2+ + Zn Cu + Zn2+
b) reakcja nie zajdzie
Zadanie 74.
Napisz równania reakcji (jeśli reakcja zachodzi):
a) Na + H2O;
b) Ag + HCl;
c) Cu + H2SO4;
d) Mg + HCl;
e) Ag + HNO3;
f) Cu + HCl.
Czy te reakcje są procesami red-oks?
Jeśli tak, wskaż utleniacz i reduktor. Dlaczego niektóre z tych reakcji nie zachodzą i jak można to
przewidzieć?
a) 2Na + 2H2O 2NaOH + H2ę!
b) Ag + HCl reakcja nie zachodzi
c) Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O
d) Mg + 2HCl MgCl2 + H2ę!
e) Ag + 4HNO3 3Ag(NO3)2 + NO + 3H2O
f) Cu + HCl reakcja nie zachodzi
reakcje redoks:
0 VI II IV
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O
reduktor  Cu
utleniacz  S
0 V II II
Ag + 4HNO3 3Ag(NO3)2 + NO + 3H2O
reduktor  Ag
utleniacz  N
24
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Czy reakcja zajdzie można przewidzie Reagent wypierający atom z
na przewidzieć na podstawie szeregu aktywności. Reagent wypieraj
związku musi posiadać mniejszy potencjał standardowy ni
mniejszy potencjał standardowy niż drugi atom.
Zadanie 75.
W jaki sposób wyznacza się potencjały redukcyjne półogniw?.
potencjały redukcyjne półogniw?.
Nie można obliczyć ani wyznaczyć bezwzgl atego mierzy się je w
bezwzględnej wielkości potencjałów ogniw, dlatego mi
stosunku do pewnego potencjału wzorcowego. Oznacza to że każdy z układów musi być mierzony według
stosunku do pewnego potencjału wzorcowego. Oznacza to z układów musi
tego samego półogniwa wzorcowego. Za taki przyjęto półogniwo wodorowe. Przypisano mu wartość 0.
półogniwa wzorcowego. Za taki półogniwo wodorowe. Przypisano mu
Półogniwo wodorowe jest to płytka platynowa opłukiwana wodorem.
Półogniwo wodorowe jest to płytka platynowa
Zadanie 76.
Omów budowę i działanie ogniwa Daniella (miedziowo
i działanie ogniwa Daniella (miedziowo-cynkowego).
Ogniwo Daniella to ogniwo galwaniczne, w którym pierwsze półogniwo stanowi elektroda cynkowa
ogniwo galwaniczne, w którym pierwsze półogniwo stanowi elektroda cynkowa
ogniwo galwaniczne, w którym pierwsze półogniwo stanowi elektroda cynkowa
zanurzona w roztworze siarczanu cynku ZnSO4, a drugie elektroda miedziana zanurzona w roztworze
zanurzona w roztworze siarczanu cynku ZnSO miedziana zanurzona w roztworze
siarczanu miedzi CuSO4. W ogniwie tym oba półogniwa nie stykają się ze sobą bezpoś
. W ogniwie tym oba półogniwa nie stykaj bezpośrednio lecz są
połączone kluczem elektrolitycznym, najcz ciej wykonanym z roztworu chlorku potasu (KCl) w agar-
czone kluczem elektrolitycznym, najczęściej wykonanym z roztworu chlorku potasu (KCl) w agar
agarze. Klucz elektrolityczny uniemo roztworów elektrolitów oraz zapobiega
uniemożliwia mieszanie się roztworów elektrolitów oraz zapobiega
gromadzeniu się nadmiaru ładunku ujemnego b ci czy rozpatrujemy anodę czy
nadmiaru ładunku ujemnego bądz
dodatniego w zależności czy rozpatrujemy anod
katodę.
Procesy elektrodowe:
anoda cynkowa: Zn  2e Zn2+
katoda miedziowa: Cu2+ + 2e Cu
schemat ogniwa: Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
Zadanie 77.
Podaj wzór NAD+ i NADH (wystarczy wzór redoksowo aktywnej części cząsteczki). Wyjaśnij jak
i NADH (wystarczy wzór redoksowo aktywnej cz ci cząsteczki). Wyja
można rozpoznać na podstawie samego wzoru, która forma jest utleniona a która zredukowana.
na podstawie samego wzoru, która forma jest utleniona a która zredukowana.
na podstawie samego wzoru, która forma jest utleniona a która zredukowana.
Napisz reakcję, w której NAD+ jest utleniaczem, np. reakcj enzymatycznej dehydrogenacji alkoholu.
jest utleniaczem, np. reakcję enzymatycznej dehydrogenacji alkoholu.
Zredukowana  posiada dodatkowy wodór, a w utlenionej go brak.
posiada dodatkowy wodór, a w utlenionej go brak.
NAD+ + CH3CH2OH CH3CHO + H+ + NADH
CH
Zadanie 78.
Na czym polega ekstrakcja. Wymie laboratoryjny stosowany do ekstrakcji w układzie
Na czym polega ekstrakcja. Wymień prosty sprzęt laboratoryjny stosowany do ekstrakcji w układzie
ciecz-ciecz. Jaki warunek muszą spełnia ciecze w przypadku ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz?
ą spełniać ciecze w przypadku ekstrakcji w układzie ciecz
25
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Ekstrakcja jest operacją służącą do rozdzielania mieszanin ciął stałych lub cieczy. Rozdział następuje przez
rozpuszczenie niektórych składników mieszaniny w cieczach zwanych rozpuszczalnikami. Proces ekstrakcji
może zachodzić w układach dwufazowych- ciało stałe-ciecz lub ciecz-ciecz. Wynikiem procesu ekstrakcji
ciecz-ciecz jest układ dwóch niemieszających się cieczy, które rozdziela się najczęściej w procesie filtracji
lub odwirowania.
Ekstrakcję w układzie ciecz-ciecz przeprowadza się w rozdzielaczach.
W przypadku ekstrakcji dwóch cieczy dobiera się taki rozpuszczalnik, który nie miesza się z tą cieczą, a
dobrze rozpuszcza się interesujący nas zawarty w niej składnik.
Zadanie 79.
Podaj przykład ekstrakcji w układzie ciało stałe-ciecz i ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz. Jakie
substancje są w tym konkretnym przypadku ekstrahowane.
przykład ekstrakcji w układzie ciało stałe-ciecz: proces parzenia herbaty lub kawy
przykład ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz: wydzielanie olejków aromatycznych z wodnych zawiesin
rozdrobnionych roślin.
Zadanie 80.
Wyjaśnij znaczenie terminu destylacja frakcyjna. Opisz aparaturę stosowaną do destylacji. Jak można
przedestylować związek trudno lotny, łatwo rozpadający się w wysokich temperaturach?
destylacja frakcyjna  proces stosowany do rozdzielania mieszanin cieczy (np. ropy naftowej) polegający na
wielokrotnym podgrzewaniu, odparowywaniu i skraplaniu. Dobry rozdział uzyskuje się stosując podłączone
do naczyń destylacyjnych długie kolumny rektyfikacyjne, wypełnione złożami. Można prowadzić destylacje
pod niskim ciśnieniem.
Zadanie 81.
Opisz chromatografię cienkowarstwową. Jaki parametr charakteryzuje dany związek chemiczny w
chromatografii cienkowarstwowej.
chromatografia cienkowarstwowa (TLC) w której fazę nieruchomą nanosi sie w postaci cienkiej
równomiernej warstewki na płytkę aluminiową lub z tworzywa sztucznego. Jest ona odmianą chromatografii
podziałowej. Fazę nieruchomą stanowi warstwa sorbentu typu krzemionki lub tlenku glinu, naniesiona na
płytkę szklaną. Faza ruchoma to rozpuszczalnik wędrujący na zasadzie sil kapilarnych.
parametrem jest współczynnik Rf Rf=a/b
stosunek drogi przebytej przez środek pasma stężeniowego substancji a do drogi czoła fazy ruchomej b
Zadanie 82.
Opisz chromatografię kolumnową. Jaki parametr charakteryzuje dany związek chemiczny w
chromatografii kolumnowej? Co to jest chromatografia gazowa?
Chromatografia kolumnowa  metoda chromatograficzna polegająca na rozdzielaniu mieszanin poprzez
wprowadzanie jej na stałą fazę stacjonarna umieszczona w cylindrycznej kolumnie i rozdzieleniu jej na
składniki przy użyciu ciekłej fazy ruchomej wprowadzonej z odpowiedniego zbiornika lub dolewanej
bezpośrednio na kolumnę. przepływ fazy ruchomej może być wymuszony lub grawitacyjny. czas retencji
Chromatografia gazowa - analityczna technika chromatograficzna w której faza nośną jest gaz (hel, argon,
wodór) technika ta umożliwia procentowe ustalenie składu mieszanki związków chemicznych, w których
występuje ich nawet kilkaset.
Zadanie 83.
Wyjaśnij procesy jakie zachodzą w czasie przepuszczania solanki (roztwór NaCl)
a) przez złoże kationitu;
b) przez złoże anionitu.
26
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Co wycieka z kolumny wypełnionej
a) anionitem;
b) kationitem;
c) mieszaniną kationitu i anionitu?
Podczas przepływu roztworu NaCl przez kationit jony Na+ łączą się z grupami kwasowymi na powierzchni
wypełnienia kationitu (np. -SO3H, -PO3H, -COOH, SH) wypierając wodór
NaCl "! Na+ + Cl-
wymieniacz-H + Na+ wymieniacz- Na + H+
Z kationitu wycieka zatem roztwór HCl
Podczas przepływu roztworu NaCl przez anionit jony Cl- łączą się z grupami o własnościach zasadowych na
powierzchni wypełnienia anionitu (np. -NH3, =NH2, a"NH) dając grupy OH-
NaCl "! Na+ + Cl-
wymieniacz-OH + Cl- wymieniacz-Cl + OH-
Z anionitu wycieka zatem roztwór NaOH
Z mieszaniny kationitu i anionitu wycieka tylko woda.
Zadanie 84.
Białka mogą być rozdzielane między innymi przez elektroforezę i chromatografię jonowymienną.
Wyjaśnij na czym polegają te metody. Dlaczego pH wpływa na rozdział białek tymi metodami?
Elektroforeza - technika analityczna, stosowana w chemii i biologii molekularnej, zwłaszcza w genetyce. Jej
istotą jest rozdzielenie mieszaniny związków chemicznych na możliwie jednorodne frakcje przez
wymuszanie wędrówki ich cząsteczek w polu elektrycznym.
Cząsteczki różnych substancji różnią się zwykle ruchliwością elektroforetyczną. Parametr ten jest w
przybliżeniu wprost proporcjonalny do ładunku elektrycznego cząsteczki i odwrotnie proporcjonalny do jej
wielkości. Zależy także od kształtu cząsteczki.
Istnieje wiele wariantów tej techniki. W zależności od ośrodka, w którym następuje rozdział wyróżnić
można elektroforezę bibułową (dziś już przestarzałą i praktycznie nie używaną), żelową i kapilarną.
Chromatografia jonowymienna to rodzaj cieczowej chromatografii kolumnowej. Jest to metoda
preparatywna używana do wydzielenia z mieszaniny żądanej substancji.
W tej metodzie chromatografii faza stacjonarna, złoże, jest obdarzona ładunkiem. Stanowi je zazwyczaj
żywica jonowymienna, zawierająca obdarzone ładunkiem grupy funkcyjne, oddziałujące z przeciwnie
naładowanymi grupami związków, które mają zostać zatrzymane przez nośnik:
pozytywnie naładowany jonowymieniacz (anionit) wiąże aniony
negatywie naładowany jonowymieniacz (kationit) wiąże kationy.
Związki związane z jonowymieniaczem mogą być wymyte z kolumny przez stopniową elucję, a także
poprzez zmianę stężenia soli lub pH.
Tego rodzaju chromatografii używa się do oddzielania takich związków jak aminokwasy, peptydy i białka.
Chromatografia jonowymienna jest powszechnie stosowana do oczyszczania białek w systemie FPLC.
Zadanie 85.
Jakie warunki musi spełniać ośrodek, w którym zachodzi elektroforeza? Podaj przykład takiego
ośrodka. Od czego zależy szybkość poruszania się składników próbki w czasie elektroforezy? Jakie
substancje nie mogą być rozdzielane tą metodą?
Ośrodek musi utrudniać dyfuzję i konwekcję. Musi także istnieć pole elektryczne. Przykładem może być żel
lub kapilara.
Czynniki wpływające na elektroforezę:
zewnętrzne  różnica potencjałów, natężenie prądu, pH, siła jonowa roztworu, temperatura. lepkość roztworu
wewnętrzne  ładunek, masa, zdolność do dysocjacji
27
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Tą metodą nie można rozdzielać substancji niejonowych, zbudowanych z cząstek obojętnych.
Zadanie 86.
Wyjaśnij znaczenie terminu chromatografia żelowa (sączenie molekularne). Jeśli tą metodą
rozdzielamy mieszaninę 3 polimerow (np. białek) o różnych masach cząsteczkowych 10, 50 i 250 kDa,
w jakiej kolejności składniki tej mieszaniny opuszczą kolumnę chromatograficzną? Który z nich
będzie miał najdłuższy czas retencji?
Chromatografia żelowa metoda będąca odmianą chromatografii cieczowej. Polega na wprowadzeniu
badanego roztworu na kolumnę wypełnioną usieciowanym, obojętnym chemicznie złożem i eluowaniu
kolumny tym samym rozpuszczalnikiem. Rozdział związków dotyczy prawie wyłącznie związków
wielkocząsteczkowych i polega na frakcjonowaniu cząsteczek pod kątem różnicy ich masy i kształtu.
Większe cząsteczki migrują przez kolumnę szybciej, a mniejsze wolniej. Wymywanie następuje w
kolejności malejących rozmiarów cząsteczek. Próbka jest wymywana przed rozpuszczalnikiem. Skutkiem
tego, czasy retencji są stosukowo krótkie.
Kolejność opuszczania kolumny chromatograficznej: 250 kDa, 50 kDa, 10 kDa. Najdłuższy czas retencji
będzie miał polimer o masie 10 kDa.
Zadanie 87.
Opisz technikę wysokosprawnej (wysokociśnieniowej) chromatografii cieczowej (HPLC). Czym góruje
ona nad zwykłą chromatografią cieczową? Jaki parametr charakteryzuje daną substancję w HPLC.
Chromatografię przeprowadza sie w kolumnach ze stali nierdzewnej. Kolumny wypełnia się fazami
stacjonarnymi specjalnie przygotowanymi do poszczególnych procesów chromatograficznych. Zdolność
rozdzielania układu zależy od jednorodności drobnioziarnistego tlenku glinu stosowanego jako wypełnienie
kolumny. Potrzebne jest nadciśnienie ułatwiające przepływ cieczy przez kolumny. Nadciśninie uzyskuje się
za pomocą odpowiedniej pompy i ustala wymaganą wartość w grancach 6,8-41,2 MPa, Przed naniesieniem
substancji. Zainstalowane detektory mierzą róznice w absorpcji przy wybranych wybranych długościach fal
lub róznicę w wartości refrakcji pomiędzy sygnałem odniesienia przechodzącym od zastosowanego
rozpuszczalnika i sygnałem opuszczającego kolumnę wycieku.
Umozliwia szybki, zautomatyzowany i precyzyjy rozdział związków, łatwe stosowanie gradientów,
powtarzalność czasów retencji, ilościowe oznaczanie związków (pole powierzchnii nad pikiem),
zastosowanie chiralnego złoża umozliwia rozdział enancjomerów.
Daną substancję w HPLC charakteryzuje czas retencji.
Zadanie 88.
W jakich metodach analitycznych dana substancja charakteryzuje się czasem retencji, a w jakich
współczynnikiem Rf?:
a) chromatografia kolumnowa,
b) chromatografia cienkowarstwowa,
c) chromatografia gazowa,
d) analiza elementarna,
e) elektroforeza kapilarna,
f) chromatografia bibułowa.
Wyjaśnij pojęcia czasu retencji i Rf.
Uwaga! Nie wszystkie wymienione metody charakteryzują się czasem retencji lub Rf.
a) chromatografia kolumnowa  czas retencji
b) chromatografia cienkowarstwowa  Rf
c) chromatografia gazowa  czas retencji
d) analiza elementarna  brak
e) elektroforeza kapilarna - Rf
f) chromatografia bibułowa  czas retencji
28
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Czas retencji jest to czas zatrzymania składników próbki przez kolumnę
Rf jest to współczynnik będący stosunkiem drogi przebytej przez próbkę do drogi przebytej przez
rozpuszczalnik.
Zadanie 89.
Wymień rodzaje promieniowania elektromagnetycznego (widmo promieniowania elektromagnetycznego)
i jego oddziaływanie na materię.
Rodzaje promienia elektromagnetycznego w zalezności od energii fotonów ( zaczynając od najwyższej
energii fotonów)
promieniowanie gamma
promieniowanie X
ultrafioletowe UV
światło widzialne
mikrofale
promieniowanie radiowe
Fotony moga oddziaływać z atomami warstwy, przez która przechodzą na drodze procesów: zjawisko
fotoelektryczne, zjawisko Thomasa i Comptonam, kreacja i anihilacja par.
Zadanie 90.
Na czym polega zjawisko fluorescencji?
Fluorescencja jest to zjawisko wydzielania przez oznaczona substancję promieniowania widzialnego pod
wpływem naświetlania światelm nadfioletowym. Promieniowanie nadfioletowe lub widzialne pochłonięte
przez cząsteczki substancji oznaczonej moż spowodować przejście ich w stan o wyzszej energii. Podczas
powrotu do stanu pierwotnego oddają one nadmiar energii w postaci promieniowania o większej długości
fali niż promieniowanie wzbudzajace.
Zadanie 91.
Wymień elementy spektrofotometru absorpcyjnego w kolejności wynikającej z drogi światła przez
instrument. Wyjaśnij zasadę działania monochromatora. Jakie dwie części musi posiadać
monochromator?
z
ródło promieniowania
monochromator
komora próbki z kuwetami pomiarowymi zawierającymi próbki ciekłe i gazowe
detektor promieniowania
układ pomiarowy
Zadaniem monochromatora jest rozszczepienie promieniowania polichromatycznego, emitowanego przez
z
ródło promieniowania i wyodrębnienie z otrzymanego widma fragmentu zawierającego promieniowanie o
żądanej długości fali. Monochromator musi zawierać dwie szczeliny (wejściową i wyjściową).
Zadanie 92.
Jak jest zbudowany spektrofotometr diodowy?
1  z
ródło promieniowania, 2  próbka, 3  polichromator, 4  detektor z matrycy diodowej
Zbudowany jest z zespołów detektorów. Każdy z nich ułożony co kilka nm. Każda długość fali ma swój
detektor. Zaletą jest szybkość jego działania.
29
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 93.
Jakich specyficznych informacji dostarcza widmo mas?
Możemy na jego podstawie wnioskować jaka była masa cząsteczkowa analizowanego związku chemicznego
lub jego fragmentu. Na podstawie masy kationów i anionów wybijanych na skutek jonizacji próbki.
Zadanie 94.
Co rozumiemy przez zakres daktyloskopowy w widmie absorpcyjnym w podczerwieni? Jakich innych
informacji dostarczają widma absorpcyjne w podczerwieni.
Zakres daktyloskopowy w podczerwieni występuje na skutek różnych właściwości widm oraz rodzajów
aparatury.
Wyróżniamy trzy zakresy podczerwieni: zakres bliskiej podczerwieni- użyteczny w chemii, Drugi zakres
odpowiadający liczbom falowym w którym występują podstawowe oscylacje odpowiadające poszczególnym
grupom atomów i cząsteczek oraz trzeci zakres tzw. daleka podczerwień, mało wykorzystywana w analizie
chemicznej.
Widma umożliwiają nie tylko identyfikację i oznaczanie substancji głównie organicznych, ale również
oznaczanie ich struktury.
Zadanie 95.
1
Jakich informacji dostarcza rozszczepienie sygnałów w widmie H NMR (magnetyczny rezonans
jądrowy)?
Spektroskopia ta polega na wzbudzaniu spinów jądrowych znajdujących się w zewnętrznym polu
magnetycznym poprzez szybkie zmiany pola magnetycznego, a następnie rejestrację promieniowania
elektromagnetycznego powstającego na skutek zjawisk relaksacji, gdzie przez relaksację rozumiemy powrót
układu spinów jądrowych do stanu równowagi termodynamicznej. NMR jest zatem jedną ze spektroskopii
emisyjnych.
Widmo NMR jest obiektem dość skomplikowanym i aby je właściwie zinterpretować należy  rozłożyć na
mniejsze elementy składowe, które można analizować praktycznie niezależnie. Podstawowymi elementami
widma protonowego (1H NMR), charakteryzującymi występujące w nim sygnały, są: a) ilość b) położenie
c) intensywność i d) rozszczepienie sygnałów.
Ilość sygnałów w widmie informuje o ilości nierównocennych grup protonów. Pod względem
magnetycznym protony w cząsteczkach związków chemicznych tworzą grupy. Protony w grupie mają te
same otoczenie czyli są identyczne (równocenne), natomiast, jeśli rozpatrujemy protony pomiędzy grupami,
to mają one inne otoczenie czyli są różne (nierównocenne). Wszystkie równocenne protony (w grupie) dają
jeden sygnał, natomiast protony nierównocenne dają oddzielne sygnały. Stąd też ilość sygnałów w widmie
jest równa ilości nierównocennych grup protonów.
Zadanie 96.
Co to jest widmo absorpcyjne?
widmo powstające przy przenikaniu promieniowania przez materię dla niego przezroczystą. W przypadku fal
elektromagnetycznych atomy ośrodka pochłaniają rezonansowo promieniowanie o energii odpowiadającej
swojej strukturze energetycznej i natychmiast potem spontanicznie emitują światło, przy czym emisja owa
zachodzi izotropowo.
Zadanie 97.
Co się dzieje w czasie oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią? (W
szczególności z promieniowaniem w zakresie UV-vis (ultrafioletowym-widzialnym) i w zakresie
promieniowania podczerwonego.)
Foton promieniowania elektromagnetycznego może być zaabsorbowany przez molekułę, gdy jego wielkość
jest równa różnicy energii poziomów molekuły.
30
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
absorpcja fotonów przez molekuły która powoduje przejścia molekuł z poziomu niższego na poziom
wyższy. Liczba przejść absorpcyjnych jest proporcjonalna do liczby molekuł na niższym poziomie oraz do
gęstości promieniowania.
temperatura lokalna poziomów staje się wyższa niż temperatura otoczenia i układ dąży do wyrównania
temperatur emitując pochłonięte fotony
część promieniowania zaabsorbowanego przez molekułę zostaje zmieniona na energię translacyjną reszta
promieniowania zostaje wyemitowana w postaci fotonów
jeśli promieniowanie nie spełnia reguły hv="E to następuje tylko rozproszenie promieniowania we
wszystkich kierunkach w przestrzeni.
Zadanie 98.
Wyjaśnij metodę krzywej wzorcowej i jej związek z prawem Lamberta-Beera. Napisz to prawo i
objaśnij symbole.
Przy użyciu roztworów wzorcowych ustala się zależność absorbancji od stężenia oznaczanej substancji i
przedstawia się ją na wykresie w układzie współrzędnych absorbancji do stężenia. Jeżeli układ stosuje prawo
Lamberta-Beera zależność jest linią prostą. Następnie mierzy się absorbancję badanego roztworu i na
podstawie odczytanej wartości absorbancji znajduje się na krzywej wzorcowej stężenie substancji
oznaczanej.
Prawo Lamberta-Beera:
Jeżeli molowy współczynnik absorbancji rozpuszczalnika jest równy zero, to absorbancja wiązki
monochromatycznej po przejściu przez roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia tego roztworu i
grubości jego warstwy.
A = [�l�c
[ - molowy współczynnik absorpcji
l  grubość warstwy absorbującej
c  stężenie roztworu
Zadanie 99.
Zdefiniuj absorbancję przez natężenie światła padającego Io i przechodzącego przez próbkę It.
Absorbancja, logarytm dziesiętny ilorazu natężenia monochromatycznej wiązki wchodzącej do ośrodka
absorbującego (I0) i natężenia wiązki przepuszczonej przez ten ośrodek (It)
I
A log
I
Zadanie 100.
Uzupełnij tabelkę.
Transmitancja (%)
It Absorbancja
0,5 Io 0,301 50
0 +" 0
0,1 Io 1 10
0,005 Io 2,301 0,5
0,05 Io 1,301 5
A log T " 100%
A = log T = " 100% = 0
,
A = log = log10 = 1 T = " 100% = 10%
,
31
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
,
A log = log200 = 2,301 T = " 100% = 0,5%
,
,
A = log = log20 = 1,301 T = " 100% = 5%
,
Zadanie 101.
Podczas spektrofotometrycznej analizy żelaza do próbki dodano roztwór tiocyjanianu (rodanku) co
spowodowało czerwone zabarwienie.
a) Napisz reakcję tworzenia czerwonego związku i podaj jego nazwę.
b) Jakie światło absorbuje czerwony roztwór ?
c) Podaj prawo stosowane w ilościowej analizie spektrofotometrycznej;
d) Zdefiniuj absorbancję.
a) FeCl3 + 6KSCN K3[Fe(SCN)6] + 3KCl heksacyjanożelazian(III) potasu
jonowo: Fe3+ + 6SCN- [Fe(SCN)6]3-
b) niebieskie, zielone
c) prawo Lamberta-Beera
Jeżeli molowy współczynnik absorbancji rozpuszczalnika jest równy zero, to absorbancja wiązki
monochromatycznej po przejściu przez roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia tego roztworu
i grubości jego warstwy.
d) Absorbancja  wielkość określająca ilość promieniowania pochłoniętego (zaabsorbowanego) przez
próbkę. Jest równa logarytmowi dziesiętnemu ilorazu natężenia promieniowania przechodzącego
przez ośrodek odniesienia i natężenia tego promieniowania przechodzącego przez dany ośrodek
materialny
Zadanie 102.
Podczas spektrofotometrycznej analizy miedzi do próbki dodano roztwór amoniaku co spowodowało
pogłębienie niebieskiego zabarwienia.
a) Napisz reakcję amoniaku z jonami miedzi(II) i podaj jego nazwę produktu;
b) Jakie światło absorbuje niebieski roztwór?
c) Podaj prawo stosowane w ilościowej analizie spektrofotometrycznej .
d) Zdefiniuj absorbancję
a) CuSO4 + NH4OH [Cu(NH3)4]SO4 + H2O siarczan tetraaminamiedzi(II)
jonowo: Cu2+ + NH3 [Cu(NH3)4]2-
b) czerwone
c) prawo Lamberta-Beera
Jeżeli molowy współczynnik absorbancji rozpuszczalnika jest równy zero, to absorbancja wiązki
monochromatycznej po przejściu przez roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia tego roztworu
i grubości jego warstwy.
d) Absorbancja  wielkość określająca ilość promieniowania pochłoniętego (zaabsorbowanego) przez
próbkę. Jest równa logarytmowi dziesiętnemu ilorazu natężenia promieniowania przechodzącego
przez ośrodek odniesienia i natężenia tego promieniowania przechodzącego przez dany ośrodek
materialny
Zadanie 103.
Zdefiniuj i scharakteryzuj ogólnie metody chromatograficzne.
Chromatografia jest to metoda rozdziału składników mieszaniny oparta na różnicach w oddziaływaniu tych
składników z dwoma fazami przemieszczającymi się względem siebie. W zależności od mechanizmu
procesu rozdziału rozróżnia się następujące rodzaje chromatografii:
- adsorpcyjna (składniki mieszaniny zawarte w fazie ruchomej (eluent) różnią się adsorpcją od fazy
nieruchomej)
32
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
- podziałowa (fazą nieruchomą jest ciecz, a rozdział jest wynikiem różnic współczynników podziału
składników pomiędzy fazę ruchomą i nieruchomą)
- jonowymienna (fazę stacjonarną jest wymieniacz jonowy (jonit), a ciekła faza ruchoma zawiera
jony w różnym stopniu wiązane przez wymieniacz)
- żelowa (rozdział opiera się na różnicach w dyfuzji składników mieszaniny do cząstek żelu
stanowiącego fazę nieruchomą. Pozwala to rozdzielać mieszaninę na podstawie wielkości
cząsteczek, co znalazło zastosowanie głównie w analizie polimerów)
W zależności od zastosowanej techniki rozdziału można podzielić chromatografię na: bibułową  faza
nieruchoma to specjalnie przygotowana bibuła; cienkowarstwową  faza nieruchoma jest naniesiona w
postaci cienkiej warstwy na płytce szklanej lub aluminiowej; kolumnową  faza nieruchoma umieszczona w
rurze zwanej kolumną.
Zadanie 104.
Opisz chromatografię jonowymienną i żelową (sitową, zwaną też sączeniem molekularnym). Jakie
znaczenie mają te metody dla rozdziału białek?
We współczesnej chromatografii jonowej (HPIC) wypełnienia kolumn stanowią żywice z naniesionymi na
nie grupami funkcyjnymi o stałym ładunku (tzw. jony związane), w których bezpośrednim otoczeniu
znajdują się odpowiednie przeciwjony zapewniające elektryczną obojętność układu. Zasada rozdzielania
opiera się na oddziaływaniach pomiędzy przeciwjonami a powierzchnią wymiany jonowej. Gdy przeciwjon
na powierzchni wymiany zostanie zastąpiony przez jon substancji zdysocjowanej w roztworze, ten ostatni
jest czasowo zatrzymywany przez jony związane. Rozdzielane jony różnią się między sobą czasem
przebywania wewnątrz kolumny, wynikającym z różnego stopnia powinowactwa jonu do fazy stacjonarnej,
co jest bezpośrednią przyczyną rozdzielania.
Chromatografia sitowa (żelowa, sączenie molekularne) - podstawę podziału stanowią różnice w rozmiarach
cząsteczek  rozdział zachodzi na skutek różnicy mas cząsteczkowych rozdzielanych związków.
Chromatografia żelowa stosowana jest do rozdziału białek różniących się masą cząsteczkową lub do
oddzielania białek od składników niskocząsteczkowych np. sole (odsalanie) lub związki używane do
znakowania białek.
Kolumnę chromatograficzną wypełnia się złożem w postaci ziarenek o średnicy około 0,1 mm o
zdefiniowanej wielkości porów zbudowanych z nierozpuszczalnego polimeru.
Zadanie 105.
Jak sporządzić 200 g 25 % roztworu cukru w wodzie? (zwykły procent wagowy)
m
C% = " 100%
m
ms
25% = " 100% m = 50 g
200
Należy odmierzyć zważyć 50 g cukru i rozpuścić go w 150 g wody destylowanej (tj. do uzyskania 200 g
roztworu)
Zadanie 106.
Jak dysponując 0,02 molowym roztworem glicyny w wodzie, kolbką miarową na 200 ml, pipetami i
wodą destylowaną sporządzić roztwór 0,002 molowy?
Cm1 = 0,02
Cm2 = 0,002
V2 = 200 ml = 0,2 l = 0,2 dm3
n1 = n2
Cm1 � V1 = Cm2 � V2
33
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
C " V
V
C
mol
0,002 dm " 0,2 dm
V = = 0,02 dm = 20 ml
mol
0,02
dm
Należy pipetą odmierzyć 20 ml roztworu 0,02 molowego, wlać do kolby miarowej i uzupełnić wodą
destylowaną do 200 ml roztworu (tj. do kreski)
Zadanie 107.
W trzech probówkach są dane roztwory: Na2CO3, Na2SO4 i Na2HPO4.W jaki sposób, dysponując
roztworem BaCl2 i rozcieńczonym HNO3, można rozróżnić te probówki?
Na2CO3 + BaCl2 BaCO3�! + 2NaCl
wytrąca się biały osad, który rozpuszcza się w HNO3 z wydzieleniem CO2
Na2SO4 + BaCl2 BaSO4�! + 2NaCl
wytrąca się biały osad, który nie rozpuszcza się w HNO3
Na2HPO4 + BaCl2 BaHPO4�! + 2NaCl
wytrąca się biały osad, który rozpuszcza się w HNO3
Zadanie 108.
Uzupełnij tekst:
pH wody destylowanej wynosi ....... Jeśli pozostawimy tę wodę na powietrzu jej pH będzie.
a) stałe,
b) będzie powoli malało
c) będzie powoli rosło.
Uzasadnij odpowiedz
.
pH wody destylowanej wynosi 7. Jeśli pozostawimy tę wodę na powietrzu jej pH będzie powoli malało.
Ponieważ zawarty w powietrzu CO2 będzie reagował z wodą dając kwas węglowy ( CO2 + H2O H2CO3),
który dysocjując będzie bardzo powoli zakwaszał roztwór.
Zadanie 109.
Wymień wszystkie etapy prawidłowo przeprowadzonej krystalizacji.
I. rozpuszczanie na gorąco określonej ilości substancji (dobór odpowiedniego rozpuszczalnika),
II. sączenie (na gorąco)  oddzielanie, zanieczyszczeń nierozpuszczalnych,
III. chłodzenie (krystalizacja),
IV. sączenie kryształów wytrąconych na zimno ( można pod próżnią  na lejku B�chnera),
V. przemywanie osadu,
VI. suszenie, ważenie kryształów, obliczanie wydajności, wyznaczanie temperatury topnienia,
VII. rekrystalizacja (opcja).
Zadanie 110.
Wyjaśnij, dlaczego rozpuszczenie surowych kryształów, a następnie ich odtworzenie, prowadzi do
oczyszczenia substancji. Jakie znaczenie ma proces przemywania wytrąconych kryształów?
Podczas krystalizacji cząsteczki kryształów łącza się ze sobą pozostawiając zanieczyszczenia na zewnętrz (w
roztworze). Przemywanie usuwa zanieczyszczania osiadłe na zewnątrz kryształu.
34
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 111.
Wyjaśnij na czym polega analiza elementarna i jakich informacji dostarcza?
Analiza elementarna  technika analityczna stosowana w chemii do ustalania składu pierwiastkowego
związków chemicznych i ich mieszanin. W ramach analizy elementarnej ustala się jakie i ile procent
masowo pierwiastków chemicznych wchodzi w skład badanej substancji. Gdy znana jest ogólna masa
cząsteczkowa badanego związku, wyniki z analizy elementarnej umożliwiają ustalenie jego dokładnego
wzoru sumarycznego. Analiza elementarna nie daje natomiast możliwości ustalenia struktury - czyli sposobu
w jaki atomy są wzajemnie połączone wiązaniami chemicznymi.
Zadanie 112.
Napisać reakcje zachodzące w czasie próby obrączkowej. W reakcjach red-oks wskaż reduktor i
utleniacz. Nazwij ostateczny produkt reakcji.
V II II III
2HNO3 + FeSO4 + 3H2SO4 2NO + 3Fe2(SO4)3 + 4H2O
3Fe2(SO4)3 + 2NO [Fe(NO)]SO4 brązowy pierścień  siarczan nitrozylżelaza
FeII  1e FeIII /�3 utlenianie
NV + 3e NII /�1 redukcja
Zadanie 113.
Podczas analizy jakościowej anionów do roztworu zawierającego chlorki dodano roztworu AgNO3.
Wydzielił się biały, ciemniejący na świetle osad. Po dodaniu nadmiaru amoniaku osad ten rozpuścił
się. Następnie do otrzymanego, klarownego roztworu dodano kwas azotowy (w nadmiarze) i znów
pojawił się biały osad. Napisz trzy reakcje odpowiadające opisanej wyżej analizie. Podaj nazwę
produktu rozpuszczenia białego osadu w amoniaku. Do jakiej klasy związków ten produkt należy?
NaCl + AgNO3 AgCl�! + NaNO3
AgCl + 2NH4OH [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O związek kompleksowy  chlorek diaminasrebra (I)
[Ag(NH3)2]Cl + 2 HNO3 AgCl + 2NH4NO3
Zadanie 114.
Napisz równania reakcji (przykładowe reakcje):
a) KMnO4 O2 + K2MnO4 + ...
b) BaCO3 + H3PO4 ...
c) NaHCO3 + CH3COOH ...
d) KMnO4 + H2O2 + H2SO4 ...
e) Mg + H2O ...
f) FeSO4 + H3PO4 ...
g) CuSO4 + NH3 ...
h) NaCl + MnO2 + H2SO4 Cl2 +...
i) FeCl3 + CH3COONa ...
j) Pb(NO3)2 + KI ...
k) HgNO3 + HCl ...
l) Pb(NO3)2 + KHS ...
a) 2KMnO4 O2 + K2MnO4 + MnO2
b) 3BaCO3 + 2H3PO4 Ba3(PO4)2 + 3H2O + 3CO2
c) NaHCO3 + CH3COOH CH3COONa + H2O + CO2
d) 2KMnO4 +5H2O2 + 3H2SO4 5O2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
e) Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2ę!
f) 3FeSO4 + 2H3PO4 Fe3(PO4)2 + 3H2SO4
g) CuSO4 + 4NH3 [Cu(NH3)4]SO4
h) 2NaCl + MnO2 + H2SO4 Cl2 + 2H2O + MnSO4 + Na2SO4
i) FeCl3 + 3CH3COONa (CH3COO)3Fe + 3NaCl
35
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
j) Pb(NO3)2 + 2KI 2 KNO3 + PbI2
k) HgNO3 + 2HCl Hg2Cl2�! + 2HNO3
l) Pb(NO3)2 + 2KHS Pb(HS)2 + 2KNO3
Zadanie 115.
Jak powstają kwaśne deszcze (reakcje)? Jaki jest ich wpływ na środowisko (podaj konkretne
przykłady). Jakie jest pH zwykłego deszczu (w czystym środowisku), a jakie deszczy kwaśnych - podaj
orientacyjne wartości.
Normalna woda deszczowa ma pH około 5,6. Deszcze o niższym potencjale uznaje się za kwaśne.
Reakcje postawania:
tlenki powstałe w wyniku spalania paliw itp.
N + O2 NO2
S + O2 SO2
C + O2 CO2
W chmurach tlenki łącza się z woda tworząc kwasy, które spadają potem na ziemie w formie kwaśnych
deszczy.
CO2 + H2O HNO3
SO2 + H2O H2SO3
NO2 + H2O H2CO3
Kwaśne zanieczyszczenia wpływają na roślinność w sposób bezpośredni i pośredni. Bezpośrednio są
uszkadzane igły, liście i system wewnętrznego transportu w komórkach roślin. Pośrednie uszkodzenia są
następstwem zakwaszania gleby: zmniejsza się dostępność substancji odżywczych, a jednocześnie zwiększa
zawartość szkodliwych związków rozpuszczonych w glebie co uszkadza korzenie i zmniejsza odporność
roślin na choroby i szkodniki. Zakwaszona woda jest niezdatna do wykorzystania zarówno przez ludzi jak i
zwierzęta. Kwaśne deszcze stanowią również duże zagrożenie dla budowli. Przyśpieszają wietrzenie budowli
wapiennych lub z piaskowca. Stanowią zagrożenie dla obiektów zabytkowych.
Zadanie 116.
Wyjaśnij w jaki sposób pH gleby może wpływać na kolor kwiatów.
Ciekawą cechą hortensji jest możliwość zmiany barwy kwiatów w zależności od pH gleby na jakiej rośnie.
Regulując kwasowość podłoża wpłynąć możemy na kolor kwiatów. Na glebach bardziej nawożonych
siarczanem amonu lub siarczanem potasu pojawia sie niebieskie kwiaty. Na glebach bardziej zasadowych
kwiaty będą różowe lub czerwone. Za tę cechę są odpowiedzialne antocyjany zawarte w płatkach kwiatów.
Antocyjany są naturalnie występującymi wskaz
nikami pH. W roztworze, przy pH = 1,występują w formie
jonu oksoniowego o barwie czerwonej (kation flawyliowy), natomiast przy wartości pH powyżej 3 dominuje
hemiacetalowa forma bezbarwna. Z kolei w roztworze o wyższym pH pojawia się forma chinoidowa, która
charakteryzuje się barwą niebieską
Zadanie 117.
Omów podstawy równowagi kwasowo-zasadowej organizmów żywych. (przewód pokarmowy, krew)
y
ródłem kwasu solnego w żołądku jest chlorek sodu. W naszym organizmie substratem kwasowym jest
kwas węglowy.
NaCl + H2CO3 HCl + NaHCO3
Jony Na+ i HCO3- są transportowane do układu krwionośnego wbrew gradientowi stężeń. W ten sposób tylko
jony chlorkowe i wodorowe pozostają wewnątrz śluzówki żołądka.
W komórkach trzustki następuje wydzielanie Na+ i HCO3- do światła przewodu pokarmowego, gdzie razem z
H+ i Cl- są wchłaniane przez komórki jelita cienkiego do krwioobiegu. W ten sposób w krwi sa znów obecne
substraty konieczne do syntezy kwasu solnego w żołądku.
36
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 118.
Dlaczego we Francji, gdzie większość energii elektrycznej dostarczają elektrownie jądrowe, pH wody
deszczowej jest wyraz
nie większe niż w Polsce?
Szczególnie silnym z
ródłem emisji dwutlenku siarki (który jest najważniejszą przyczyną kwaśnych
dreszczów) jest spalanie węgla brunatnego, jako najbardziej zasiarczanego. We Francji największy udział w
produkcji energii elektrycznej mają elektrownie jądrowe, które nie emitują zanieczyszczeń zakwaszających
środowisko (w Polsce energetyka jest oparta na paliwach kopalnych)
Zadanie 119.
W jaki sposób mierzy się entalpię reakcji chemicznej (" Jakie są wartości "H reakcji
"H)? "
" "
" "
endotermicznej, egzotermicznej? (>0; <0; =0)
entalpie procesu mona zmierzyć w kalorymetrze
proces endotermiczny "H>0 (w trakcie reakcji pobierane jest ciepło z otoczenia)
proces egzotermiczny "H<0 (w trakcie reakcji oddawane jest ciepło do otoczenia)
Zadanie 120.
Co to jest entalpia tworzenia związku chemicznego. Jak znając entalpie tworzenia wszystkich
substratów i produktów (które są dla bardzo wielu związków stabelaryzowane) można obliczyć
entalpię reakcji ("H)?
Entalpią tworzenia danego związku chemicznego nazywamy przyrost entalpii w reakcji tworzenia 1 mola
tego związku z pierwiastków. Opierając sie na prawie Hessa (ciepło reakcji chemicznej przebiegającej w
stałej objętości lub pod stałym ciśnieniem nie zależy od tego jaką droga przebiega reakcja a jedynie od stanu
początkowego i końcowego) można obliczyć efekty cieplne reakcji chemicznej, której nie potrafimy lub nie
możemy zmierzyć bezpośrednio. Z tabel możemy odczytać entalpie reakcji pośrednich i z ich pomocą
obliczyć szukaną wartość entalpii.
Zadanie 121.
Co głosi prawo Hessa i jakie jest jego zastosowanie? Podaj przykład.
Ciepło reakcji chemicznej przebiegającej w stałej objętości lub pod stałym ciśnieniem nie zależy od tego
jaką droga przebiega reakcja a jedynie od stanu początkowego i końcowego. Opierając sie na prawie Hessa
można obliczyć efekty cieplne reakcji chemicznej, której nie potrafimy lub nie możemy zmierzyć
bezpośrednio.
równania termochemiczne można dodawać (odejmować) stronami
entalpia przemiany wielostopniowej "Hcałk = Ł "H etapów
C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(c) "Ho = -2200 kJ
C(s) + O2(g) CO2(g) "Ho = -394 kJ
H2(g) + 1/2O2(g) H2O(c) "Ho = -286 kJ
z tych danych można obliczyć "Ho reakcji tworzenia propanu:
3C(s) + 4H2(g) C3H8(g) "Ho = -106 kJ
Zadanie 122.
Które twierdzenie jest prawdziwe?
a) reakcje egzotermiczne mają zawsze stałą równowagi > 1;
b) reakcje egzotermiczne mają na ogół stałą równowagi > 1;
c) reakcje egzotermiczne mają stałą równowagi < 1;
d) reakcje egzotermiczne mają na ogół stałą równowagi < 1.
C - reakcje egzotermiczne mają stałą równowagi < 1
37
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 123.
Znak entalpii swobodnej ("G) danego procesu określa, czy proces ten może zachodzić samorzutnie.
"G) danego procesu okre że zachodzi
"
"
Które reakcje zachodzą samorzutnie? Napisz równanie pokazuj zek między " "H i "
samorzutnie? Napisz równanie pokazujące związek między "G a " "S.
" " "
" " "
Reakcja jest reakcja spontaniczną (mo "G<0
ą (może przebiegać samorzutnie) jeżeli wartość "G<0
Większość reakcji zachodzących samorzutnie w przyrodzie nale y do egzotermicznych, reakcje
cych samorzutnie w przyrodzie należy do egzotermicznych, reakcje
endotermiczne zachodzą łatwo dopiero w wy
łatwo dopiero w wyższych temperaturach.
"G  entalpia swobodna
"H  entalpia reakcji
"S  entropia (miara nieuporządkowania
dkowania układu)
"G = "H  T"S
Zadanie 124.
Jaka jest zależność między "Go a stałą równowagi reakcji? Napisz odpowiednie równanie. Jakie są
"
" a stał równowagi reakcji? Napisz odpowiednie równanie. Jakie s
"
wartości K, gdy " " "
"Go =0, "Go > 0; "Go < 0.
"
"
" " "
" " "
"
"
"Go = -RTlnK
gdy "Go = 0, to K = 0
gdy "Go > 0, to K < 1
gdy "Go < 0, to K > 1
Zadanie 125.
Jak zmienia się stała równowagi reakcji egzotermicznej, gdy temperatura rośnie?
stała równowagi reakcji egzotermicznej, gdy temperatura rośnie?
Jeżeli temperatura rośnie, stała równowagi reakcji egzotermicznej maleje.
nie, stała równowagi reakcji egzotermicznej maleje.
Zadanie 126.
Cząsteczki ATP służące organizmom bodnej) s
ce organizmom żywym do magazynowania energii (swobodnej) są pochodnymi
kwasu trifosforowego. Jaka jest warto " ązków: " "
kwasu trifosforowego. Jaka jest wartość "Go reakcji hydrolizy tych związków: "Go < 0; "Go =0;
" " "
" " "
"Go > 0. Napisz wzór kwasu trifosforowego i równanie hydrolizy tego zwi
"
" > 0. Napisz wzór kwasu trifosforowego i równanie hydrolizy tego związku.
"
"Go < 0
Zadanie 127.
Napisz reakcję dysocjacji kryształów CuSO4�5H2O. Jeśli do otrzymanego niebieskiego roztworu
dysocjacji kryształów li do otrzymanego niebieskiego roztworu
dodamy amoniaku, niebieska barwa roztworu pogł . Napisz reakcję
dodamy amoniaku, niebieska barwa roztworu pogłębi się. Napisz reakcję odpowiadającą tej
przemianie, nazwij produkt. Niebieskie kryształy CuSO O w czasie praż
przemianie, nazwij produkt. Niebieskie kryształy CuSO4�5H2O w czasie prażenia odbarwiają się.
Bezbarwny produkt prażenia pozostawiony na powietrzu stopniowo niebieszczeje. Napisz równania
enia pozostawiony na powietrzu stopniowo niebieszczeje. Napisz równania
enia pozostawiony na powietrzu stopniowo niebieszczeje. Napisz równania
opisujące te dwie reakcje.
CuSO4�5H2O Cu2+ + SO42- + 5 H2O
2
CuSO4�5H2O + 4NH3 [Cu(NH3)4]SO4 + 5H2O siarczan tetraaminamiedzi (II)
4
CuSO4�5H2O CuSO4 + 5H2O
CuSO4 + 5H2O CuSO4�5H2O
38
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
Zadanie 128.
Napisz wzór i utwórz nazwę systematyczną tzw. cis-platyny. Jaką strukturę ma ten związek, jaka jest
w nim liczba koordynacyjna jonu centralnego.
cis-diaminadichloroplatyna(II) ,
struktura tetraedryczna
Liczba koordynacyjna: 4
Zadanie 129.
Wymień dwie główne przyczyny dla których woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem soli metali.
Woda posiada budowę polarną, co oznacza, że wszystkie inne substancje o budowie polarnej będą się w niej
rozpuszczać.
Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla soli także m. in. dlatego, że jest dobrym ligandem.
Zadanie 130.
Palce zanurzone w roztworze Na2CO3 lub Na3PO4 stają się bardzo śliskie, czego nie obserwujemy w
przypadku roztworu Na2SO4. Wyjaśnij dlaczego tak się dzieje i uzasadnij odpowiednimi reakcjami.
Jak nazywa się proces, o którym mowa.
Ten proces to hydroliza. W roztworach Na2CO3, Na3PO4 zachodzi hydroliza anionowa czyniąc te roztwory
zasadowymi. Natomiast w przypadku roztworu Na2SO4 hydroliza nie zachodzi (jest to sól mocnej zasady i
mocnego kwasu)
Na2CO3 + H2O NaOH + H2CO3
CO32- +H2O H2CO3 + OH-
Na3PO4+ H2O NaOH + H3PO4
PO43- +H2O H3PO4 + OH-
Na2SO4 hydroliza nie zachodzi
Zadanie 131.
Wymień trzy izotopy wodoru. Dla każdego z nich określ liczbę atomową i liczbę masową. Porównaj
trwałość tych trzech izotopów.
A  liczba masowa: Z  liczba atomowa
H (prot) A=1, Z=1
H (deuter  D) A=2, Z=1
H (tryt  T) A=3, Z=1
Najbardziej trwały jest prot. Deuter jest podobnie jak wodór H izotopem trwałym, natomiast tryt ma czas
połowicznego rozpadu równy 12,3 roku.
Zadanie 132.
Jakie warunki muszą być spełnione, aby bufor pH charakteryzował się tzw. dużą pojemnością
buforową?
" największą pojemność mają bufory o zrównoważonym składzie ilości kwasu i zasady (bufory o tym
samym stężeniu mają największą pojemność wówczas, gdy stosunek ich składników sprzężonej
pary kwas  zasada jest równy jedności)
" jednego składnika nie może być dziesięć razy więcej niż drugiego
39
Zagadnienia na egzamin z chemii ogólnej i analitycznej 2010
NOTATKI
Materiał wymagany na egzaminie
" wykłady
" ćwiczenia
" szkoła średnia
www.staff.amu.edu.pl/~wlodgal
Podręczniki
" Cotton, Wilkinson, Gaus Chemia Nieorganiczna
" Bielański Chemia Ogólna i Nieorganiczna
" Linus, Peter Pauling Chemia
" Lipiec, Szmal Chemia Analityczna
" L.Jones, P. Atkins Chemia Ogólna
" Szczepaniak Metody instrumentalne w analizie chemicznej
" Filipowicz Chemia i Życie
40