DWMED

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, podczas którego do zawartości probówek stanowiących alkaliczne zawiesiny wodorotlenku miedzi(II) wprowadzono w sposób losowy próbki wodnych roztworów związków chemicznych A­–D opisanych w tabeli:

Po wstrząśnięciu zawartością naczyń uzyskano efekty widoczne na fotografiach 1.–4.

Zamieszczone niżej fotografie ilustrują zawartość probówek po zakończeniu innego doświadczenia, którego celem było odróżnienie roztworów C oraz D.

W celu przeprowadzenia tego eksperymentu wybrano dwa spośród wodnych roztworów:

H₂SO₄, [Ag(NH₃)₂]OH, NaHCO₃, Br₂, KOH.

Numerom probówek I oraz II przypisz wzory sumaryczne związków chemicznych, których wodne roztwory zidentyfikowano w tym etapie eksperymentu.

W celu ilościowego oraz jakościowego oznaczenia α-aminokwasów w próbce stosuje się trójetapowy proces analityczny:

Etap I: rozdział na kolumnie chromatograficznej, podczas którego wykorzystuje się różnice w czasie przepływu (t, minuty) aminokwasów przez kolumnę. Czas przebywania w kolumnie danego aminokwasu ma stałą i powtarzalną wartość.

Etap II: reakcja α-aminokwasu z ninhydryną, w wyniku której pojawia się tzw. purpura Ruhenmana – związek chemiczny o fioletowym zabarwieniu:

Etap III: spektrometryczny pomiar wartości absorbancji (A), która jest proporcjonalna do stężenia molowego purpury Ruhenmana. Im wyższe jest stężenie molowe α-aminokwasu, tym większa jest intensywność fioletowej barwy roztworu, a w konsekwencji – wartość absorbancji.

Na podstawie:  M. Gumińska, Zarys biochemii ogólnej dla studentów farmacji i analityki medycznej, Kraków 1998 oraz  J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2012.

Podaj liczbę wiązań σ oraz liczbę wiązań π, jakie znajdują się w cząsteczce Ninhydryny oraz określ stopień utlenienia atomu węgla w cząsteczce purpury Ruhenmana, któremu przypisuje się hybrydyzację typu sp³ jego walencyjnych orbitali zhybrydyzowanych.

W celu ilościowego oraz jakościowego oznaczenia α-aminokwasów w próbce stosuje się trójetapowy proces analityczny:

Etap I: rozdział na kolumnie chromatograficznej, podczas którego wykorzystuje się różnice w czasie przepływu (t, minuty) aminokwasów przez kolumnę. Czas przebywania w kolumnie danego aminokwasu ma stałą i powtarzalną wartość.

Etap II: reakcja α-aminokwasu z ninhydryną, w wyniku której pojawia się tzw. purpura Ruhenmana – związek chemiczny o fioletowym zabarwieniu:

Etap III: spektrometryczny pomiar wartości absorbancji (A), która jest proporcjonalna do stężenia molowego purpury Ruhenmana. Im wyższe jest stężenie molowe α-aminokwasu, tym większa jest intensywność fioletowej barwy roztworu, a w konsekwencji – wartość absorbancji.

W tabeli zebrano dane na temat czasów (minuty) przebywania wybranych aminokwasów w kolumnie chromatograficznej.

Na podstawie:  M. Gumińska, Zarys biochemii ogólnej dla studentów farmacji i analityki medycznej, Kraków 1998 oraz  J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2012.

Przeprowadzono hydrolizę próbki zawierającej 0,01 mola pewnego oligopeptydu, który występuje w mózgu człowieka. Uzyskany roztwór stanowiący mieszaninę czterech rodzajów aminokwasów białkowych (X, Y, Z i Q) przepuszczono przez kolumnę chromatograficzną. Poniżej zebrano dane na temat produktów hydrolizy badanego oligopeptydu:

–   Dodatek chlorku żelaza(III) do roztworu aminokwasu X, którego reszta stanowiła N-koniec peptydu spowodował pojawienie się fioletowego zabarwienia.

–    Aminokwas Y, którego czas przebywania w kolumnie chromatograficznej wynosił około pół godziny nie wykazywał czynności optycznej i stanowił 40% sumarycznej liczby moli wszystkich aminokwasów uzyskanych w wyniku hydrolizy oligopeptydu.

–    Tzw. C-końcowym aminokwasem Z w badanym peptydzie była reszta związku chemicznego, który w wyniku reakcji z ninhydryną daje aldehyd o szkielecie węglowym propanalu i zawierający grupę metylową połączoną z atomem siarki.

–    Aminokwas Q, który jako ostatni opuścił kolumnę chromatograficzną, przy wartości pH = 7,3 występuje głównie w postaci anionu.

Aminokwasom X, Y, Z i Q, których reszty budowały cząsteczkę opisanego oligopeptydu przypisz ich trójliterowe oznaczenia. W tym celu uzupełnij tabelę.

W celu ilościowego oraz jakościowego oznaczenia α-aminokwasów w próbce stosuje się trójetapowy proces analityczny:

Etap I: rozdział na kolumnie chromatograficznej, podczas którego wykorzystuje się różnice w czasie przepływu (t, minuty) aminokwasów przez kolumnę. Czas przebywania w kolumnie danego aminokwasu ma stałą i powtarzalną wartość.

Etap II: reakcja α-aminokwasu z ninhydryną, w wyniku której pojawia się tzw. purpura Ruhenmana – związek chemiczny o fioletowym zabarwieniu:

Etap III: spektrometryczny pomiar wartości absorbancji (A), która jest proporcjonalna do stężenia molowego purpury Ruhenmana. Im wyższe jest stężenie molowe α-aminokwasu, tym większa jest intensywność fioletowej barwy roztworu, a w konsekwencji – wartość absorbancji.

W tabeli zebrano dane na temat czasów (minuty) przebywania wybranych aminokwasów w kolumnie chromatograficznej.

Na podstawie:  M. Gumińska, Zarys biochemii ogólnej dla studentów farmacji i analityki medycznej, Kraków 1998 oraz  J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2012.

Przeprowadzono hydrolizę próbki zawierającej 0,01 mola pewnego oligopeptydu, który występuje w mózgu człowieka. Uzyskany roztwór stanowiący mieszaninę czterech rodzajów aminokwasów białkowych (X, Y, Z i Q) przepuszczono przez kolumnę chromatograficzną. Poniżej zebrano dane na temat produktów hydrolizy badanego oligopeptydu:

–   Dodatek chlorku żelaza(III) do roztworu aminokwasu X, którego reszta stanowiła N-koniec peptydu spowodował pojawienie się fioletowego zabarwienia.

–    Aminokwas Y, którego czas przebywania w kolumnie chromatograficznej wynosił około pół godziny nie wykazywał czynności optycznej i stanowił 40% sumarycznej liczby moli wszystkich aminokwasów uzyskanych w wyniku hydrolizy oligopeptydu.

–    Tzw. C-końcowym aminokwasem Z w badanym peptydzie była reszta związku chemicznego, który w wyniku reakcji z ninhydryną daje aldehyd o szkielecie węglowym propanalu i zawierający grupę metylową połączoną z atomem siarki.

–    Aminokwas Q, który jako ostatni opuścił kolumnę chromatograficzną, przy wartości pH = 7,3 występuje głównie w postaci anionu.

Ustal sekwencję aminokwasów w badanym oligopeptydzie, jeśli wiadomo, że w wyniku jego niepełnej hydrolizy uzyskuje się między innymi tripeptyd o sekwencji YYQ. W tym celu wykorzystaj trójliterowe oznaczenia odpowiednich aminokwasów.

Rysunek poniżej ilustruje fragment cząsteczki kwaśnego mukopolisacharydu o nazwie heparyna.

Na podstawie:  M. Gumińska, Zarys biochemii ogólnej dla studentów farmacji i analityki medycznej, Kraków 1998.

Spośród niżej podanych typów wiązań wybierz i podkreśl to, którym w cząsteczkach heparyny połączone są mery.

Rysunek poniżej ilustruje fragment cząsteczki kwaśnego mukopolisacharydu o nazwie heparyna.

Na podstawie:  M. Gumińska, Zarys biochemii ogólnej dla studentów farmacji i analityki medycznej, Kraków 1998.

Wśród produktów całkowitej hydrolizy heparyny znajduje się kwas D-glukuronowy, którego cząsteczki składają się wyłącznie z atomów węgla, wodoru oraz tlenu. Epimerem tego związku chemicznego jest między innymi kwas L-iduronowy. Cząsteczki tych kwasów różnią się konfiguracją przy piątym atomie węgla, licząc od anomerycznego atomu węgla.

Korzystając z poniższego szablonu oraz zamieszczonego w informacji wprowadzającej wzoru fragmentu cząsteczki heparyny narysuj wzór cząsteczki kwasu L-iduronowego.

Dwa pierwiastki oznaczone literami X i Z leżą w czwartym okresie układu okresowego pierwiastków. Ponadto wiadomo, że w stanie podstawowym:
• atom pierwiastka X ma na ostatniej powłoce sześć elektronów;
• atom pierwiastka Z ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d sześć elektronów.

Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, dane dotyczące ich położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.

Dwa pierwiastki oznaczone literami X i Z leżą w czwartym okresie układu okresowego pierwiastków. Ponadto wiadomo, że w stanie podstawowym:
• atom pierwiastka X ma na ostatniej powłoce sześć elektronów;
• atom pierwiastka Z ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d sześć elektronów.

Wybierz pierwiastek (X albo Z), którego atomy w stanie podstawowym mają większą liczbę elektronów niesparowanych. Uzupełnij poniższy zapis, tak aby przedstawiał on konfigurację elektronową atomu w stanie podstawowym wybranego pierwiastka. Zastosuj schematy klatkowe, podaj numery powłok i symbole podpowłok.

Dwa pierwiastki oznaczone literami X i Z leżą w czwartym okresie układu okresowego pierwiastków. Ponadto wiadomo, że w stanie podstawowym:
• atom pierwiastka X ma na ostatniej powłoce sześć elektronów;
• atom pierwiastka Z ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d sześć elektronów.

Napisz wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X oraz wzór sumaryczny tlenku pierwiastka Z, w którym ten pierwiastek przyjmuje maksymalny stopień utlenienia.

Miarą tendencji atomów do oddawania elektronów i przechodzenia w dodatnio naładowane jony jest energia jonizacji. Pierwsza energia jonizacji to minimalna energia potrzebna do oderwania jednego elektronu od atomu. Druga energia jonizacji jest minimalną energią
potrzebną do usunięcia drugiego elektronu (z jednododatniego jonu).
Na wykresach przedstawiono zmiany pierwszej i drugiej energii jonizacji wybranych pierwiastków uszeregowanych według rosnącej liczby atomowej.

Na podstawie: P. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2007.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.

Chlorek arsenu(III) – AsCl₃ – jest w temperaturze pokojowej cieczą. W stanie ciekłym chlorek arsenu(III) nie przewodzi prądu elektrycznego. W reakcji z wodą tworzy kwas arsenowy(III) o wzorze H₃AsO₃ oraz chlorowodór.

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

Czy chlorek arsenu(III) ma budowę kowalencyjną, czy – jonową? Narysuj wzór elektronowy chlorku arsenu(III). Uwzględnij wolne pary elektronowe.

Chlorek arsenu(III) – AsCl₃ – jest w temperaturze pokojowej cieczą. W stanie ciekłym chlorek arsenu(III) nie przewodzi prądu elektrycznego. W reakcji z wodą tworzy kwas arsenowy(III) o wzorze H₃AsO₃ oraz chlorowodór.

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

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji chlorku arsenu(III) z wodą.

Zależność między mocą kwasu Brønsteda a mocą zasady sprzężonej z tym kwasem opisuje równanie:

K_a · K_b = K_w

gdzie: K_a – stała dysocjacji kwasu, K_b – stała dysocjacji sprzężonej zasady, a K_w – iloczyn jonowy wody.

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

Dane są kwasy karboksylowe o wzorach:

I CH₃COOH                        II CH₃CH₂COOH                        III C₆H₅COOH

Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz w wyznaczone miejsca odpowiednie wzory i podkreśl właściwe określenie spośród wymienionych w nawiasie.

Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:

N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇄ 2NH₃ (g)

W poniższej tabeli zestawiono wartości stałej równowagi reakcji syntezy amoniaku w różnych temperaturach.

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

Przeanalizuj dane dotyczące syntezy amoniaku. Następnie uzupełnij zdania wyrażeniami spośród podanych poniżej.

Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:

N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇄ 2NH₃ (g)

W mieszaninie wodoru i azotu użytej do syntezy amoniaku zawartość wodoru wyrażona w procentach objętościowych jest równa 75%. Wydajność reakcji syntezy amoniaku przeprowadzonej w temperaturze T i pod ciśnieniem p jest równa 93%.

Oblicz wyrażoną w procentach objętościowych zawartość amoniaku w mieszaninie poreakcyjnej.