DWMED

Rozpuszczalność substancji kowalencyjnej w danym rozpuszczalniku ściśle związana jest z rodzajem dominujących oddziaływań między jej cząsteczkami oraz cząsteczkami rozpuszczalnika. Na przykład w wodzie dominującymi oddziaływaniami są wiązania wodorowe. Z tego względu dobrze rozpuszczają się w niej substancje, między których cząsteczkami dominują tego typu oddziaływania, albo ich cząsteczki mogą być akceptorem wiązania wodorowego od cząsteczek wody.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

Do probówki zawierającej wodną zawiesinę jodu wprowadzono benzen (C₆H₆) – bezbarwny węglowodór o niepolarnej budowie cząsteczek, których strukturę można przedstawić wzorem uproszczonym w postaci:

Po uzyskaniu układu widocznego na fotografii 1. zawartością naczynia energicznie wstrząśnięto i odczekano, aż fazy ciekłe ulegną rozdzieleniu. Efekt ten przedstawia fotografia nr 2.

Poniżej przedstawiono kilka naczyń laboratoryjnych oznaczonych kolejnymi literami alfabetu, wśród których znajduje się takie, którego należy użyć, w celu oddzielenia fazy wodnej od fazy organicznej widocznych na 2. fotografii.

Napisz literę jaką oznaczono opisane naczynie oraz podaj jego nazwę.

W dwóch kolbach przedstawionych na fotografiach 1. oraz 2. umieszczono w sposób losowy świeżo pobrane z butelek – nasycony roztwór tlenku węgla(IV) oraz 25-procentowy roztwór wody amoniakalnej.

Wskaż numer tego naczynia, w którym znajduje się związek chemiczny trudniej rozpuszczalny w wodzie. Odpowiedź uzasadnij odnosząc się do polarności (lub jej braku) cząsteczek tej substancji.

W dwóch kolbach przedstawionych na fotografiach 1. oraz 2. umieszczono w sposób losowy świeżo pobrane z butelek – nasycony roztwór tlenku węgla(IV) oraz 25-procentowy roztwór wody amoniakalnej.

W wyniku zmieszania w odpowiednich warunkach wymienionych roztworów można uzyskać w temperaturze 25 ^oC roztwór soli obojętnej, w którym ustalają się równowagi jonowe z udziałem obecnych w nim drobin.

Spośród podanych – wartości oraz zakresów pH podkreśl tę, która najlepiej odpowiada takiej mieszaninie. Uzasadnij odpowiedź.

W dwóch kolbach przedstawionych na fotografiach 1. oraz 2. umieszczono w sposób losowy świeżo pobrane z butelek – nasycony roztwór tlenku węgla(IV) oraz 25-procentowy roztwór wody amoniakalnej.

W wyniku zmieszania w odpowiednich warunkach wymienionych roztworów można uzyskać w temperaturze 25 ^oC roztwór soli obojętnej, w którym ustalają się równowagi jonowe z udziałem obecnych w nim drobin.

Wyjaśnij, dlaczego powstały w opisany sposób roztwór o wiele lepiej przewodzi prąd elektryczny, niż każdy z roztworów przed ich zmieszaniem?

Fotografia 1. przedstawia mieszaninę uzyskaną przez wprowadzenie do wody destylowanej takiej ilości CuSO₄∙5H₂O, że część tej substancji nie uległa rozpuszczeniu w temperaturze 21 ^oC, w której rozpuszczalność wykorzystanego hydratu wynosi 36 g/100 g wody, a powstały wówczas roztwór ma gęstość 1,2 g∙cm^–3. Mieszaniny znajdujące się w probówkach 2.–6. uzyskano w tych samych warunkach metodą kolejnych rozcieńczeń. Na przykład roztwór 2. sporządzono w taki sposób, że pobrano 1,5 cm³ roztworu 1. i rozcieńczono go w nowym naczyniu wodą destylowaną do objętości równej 3 cm³. Z kolei mieszaninę 3. sporządzono pobierając 1,5 cm³ roztworu 2. i rozcieńczono wodą destylowaną do objętości 3 cm³. Pozostałe mieszaniny uzyskano w sposób analogiczny jak roztwór 2. oraz 3. W momencie wykonywania fotografii 2.–6. każdy z tych roztworów miał zatem objętość 3 cm³.

Określ rodzaj roztworu (nasycony, nienasycony) znajdującego się w 1. probówce.

Fotografia 1. przedstawia mieszaninę uzyskaną przez wprowadzenie do wody destylowanej takiej ilości CuSO₄∙5H₂O, że część tej substancji nie uległa rozpuszczeniu w temperaturze 21 ^oC, w której rozpuszczalność wykorzystanego hydratu wynosi 36 g/100 g wody, a powstały wówczas roztwór ma gęstość 1,2 g∙cm^–3. Mieszaniny znajdujące się w probówkach 2.–6. uzyskano w tych samych warunkach metodą kolejnych rozcieńczeń. Na przykład roztwór 2. sporządzono w taki sposób, że pobrano 1,5 cm³ roztworu 1. i rozcieńczono go w nowym naczyniu wodą destylowaną do objętości równej 3 cm³. Z kolei mieszaninę 3. sporządzono pobierając 1,5 cm³ roztworu 2. i rozcieńczono wodą destylowaną do objętości 3 cm³. Pozostałe mieszaniny uzyskano w sposób analogiczny jak roztwór 2. oraz 3. W momencie wykonywania fotografii 2.–6. każdy z tych roztworów miał zatem objętość 3 cm³.

Oblicz stężenie molowe jonów siarczanowych(VI) w roztworze znajdującym się w 6. probówce. Wynik wyraź w mmol∙dm^–3 z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.

Rozpuszczalność w wodzie hydratu CuSO₄∙5H₂O zmienia się wraz ze zmianami temperatury. Zdjęcie 1. ilustruje nasycony w temperaturze 45 ^oC roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), natomiast fotografia 2. wykonana została po doprowadzeniu zawartości tego naczynia do temperatury 22 ^oC.

Napisz nazwę zjawiska, w wyniku którego powstała mieszanina widoczna na 2. fotografii, a następnie podkreśl właściwe słowo w nawiasie określając, jak zmienia się rozpuszczalność tego hydratu w zakresie temperatur 22 ^oC – 45 ^oC.

Rozpuszczalność w wodzie hydratu CuSO₄∙5H₂O zmienia się wraz ze zmianami temperatury. Zdjęcie 1. ilustruje nasycony w temperaturze 45 ^oC roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), natomiast fotografia 2. wykonana została po doprowadzeniu zawartości tego naczynia do temperatury 22 ^oC.

Przygotowany w temperaturze 45 ^oC roztwór (fotografia 1.) zawierał 60,5 g wody, która stanowiła 76,4% jego masy.

Oblicz wyrażoną w g/100 g wody rozpuszczalność siarczanu(VI) miedzi(II)-woda (1/5) w temperaturze 45 ^oC. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Rozpuszczalność w wodzie hydratu CuSO₄∙5H₂O zmienia się wraz ze zmianami temperatury. Zdjęcie 1. ilustruje nasycony w temperaturze 45 ^oC roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), natomiast fotografia 2. wykonana została po doprowadzeniu zawartości tego naczynia do temperatury 22 ^oC.

Z każdego spośród naczyń pobrano po 2 cm³ fazy ciekłej i umieszczono w dwóch probówkach oznaczonych takimi samymi numerami jak zlewki.

Wskaż numer tej z nich, w której znajduje się roztwór o wyższym stężeniu molowym jonów miedzi(II).

Z uwagi na obecność w wodnych roztworach elektrolitów nośników ładunku elektrycznego, mieszaniny takie wykazują przewodnictwo elektryczne. W przypadku, gdy nie ma możliwości zbadania przewodnictwa roztworu, wówczas, w celu ustalenia, czy mamy do czynienia z elektrolitem, można zmierzyć jego wyrażoną w Ohmach (Ω) rezystancję. Jej wartość jest odwrotnie proporcjonalna do stężenia molowego zawartych w roztworze jonów. Zamieszczona  fotografia ilustruje układ pomiarowy wykorzystany podczas wyznaczania rezystancji nasyconego w temperaturze 22 ^oC roztworu chlorku sodu. Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że rezystancja takiej mieszaniny w podanych warunkach wynosi 61,7 kΩ.

W dwóch różnych butelkach znajdowały się – woda destylowana oraz woda wodociągowa (bogata w jony wapnia, magnezu oraz wodorowęglanowe). W celu identyfikacji zawartości naczyń, w tych samych warunkach przeprowadzono pomiary rezystancji każdej z próbek dwóch wymienionych substancji. Dane zebrano w tabeli.

Porównaj wartości rezystancji obu próbek. Wskaż numer tej z nich, która ma większe stężenie molowe jonów. Określ, czy jest to woda destylowana, czy wodociągowa. Uzasadnij wybór.

Z uwagi na obecność w wodnych roztworach elektrolitów nośników ładunku elektrycznego, mieszaniny takie wykazują przewodnictwo elektryczne. W przypadku, gdy nie ma możliwości zbadania przewodnictwa roztworu, wówczas, w celu ustalenia, czy mamy do czynienia z elektrolitem, można zmierzyć jego wyrażoną w Ohmach (Ω) rezystancję. Jej wartość jest odwrotnie proporcjonalna do stężenia molowego zawartych w roztworze jonów. Zamieszczona  fotografia ilustruje układ pomiarowy wykorzystany podczas wyznaczania rezystancji nasyconego w temperaturze 22 ^oC roztworu chlorku sodu. Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że rezystancja takiej mieszaniny w podanych warunkach wynosi 61,7 kΩ.

W dwóch różnych butelkach znajdowały się – woda destylowana oraz woda wodociągowa (bogata w jony wapnia, magnezu oraz wodorowęglanowe). W celu identyfikacji zawartości naczyń, w tych samych warunkach przeprowadzono pomiary rezystancji każdej z próbek dwóch wymienionych substancji. Dane zebrano w tabeli.

Rezystancję, a tym samym przewodnictwo elektryczne wody wodociągowej można zmienić poprzez jej przegotowanie.

Oceń, jak na wartość wymienionych dwóch parametrów opisanej próbki wody wodociągowej wpłynie jej przegotowanie? Podkreśl właściwe słowa w nawiasach.

Z uwagi na obecność w wodnych roztworach elektrolitów nośników ładunku elektrycznego, mieszaniny takie wykazują przewodnictwo elektryczne. W przypadku, gdy nie ma możliwości zbadania przewodnictwa roztworu, wówczas, w celu ustalenia, czy mamy do czynienia z elektrolitem, można zmierzyć jego wyrażoną w Ohmach (Ω) rezystancję. Jej wartość jest odwrotnie proporcjonalna do stężenia molowego zawartych w roztworze jonów. Zamieszczona  fotografia ilustruje układ pomiarowy wykorzystany podczas wyznaczania rezystancji nasyconego w temperaturze 22 ^oC roztworu chlorku sodu. Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że rezystancja takiej mieszaniny w podanych warunkach wynosi 61,7 kΩ.

W dwóch różnych butelkach znajdowały się – woda destylowana oraz woda wodociągowa (bogata w jony wapnia, magnezu oraz wodorowęglanowe). W celu identyfikacji zawartości naczyń, w tych samych warunkach przeprowadzono pomiary rezystancji każdej z próbek dwóch wymienionych substancji. Dane zebrano w tabeli.

Rezystancję, a tym samym przewodnictwo elektryczne wody wodociągowej można zmienić poprzez jej przegotowanie.

Zapisz jonowe równania dwóch reakcji chemicznych, których przebieg w trakcie gotowania wody wodociągowej przyczynia się do zmiany wartości rezystancji roztworu.

O pewnym pierwiastku chemicznym X wiadomo, że w stanie podstawowym zarówno jego atom jak i  dwudodatni jon zawierają po pięć elektronów niesparowanych. Zamieszczone fotografie ilustrują związki tego pierwiastka, w których występuje on na najniższym (fotografia 1.) oraz najwyższym (fotografia 2.) stopniu utlenienia.

Stosując symbole podpowłok napisz skróconą (względem poprzedzającego gazu szlachetnego) konfigurację elektronową atomu pierwiastka X w stanie podstawowym.

O pewnym pierwiastku chemicznym X wiadomo, że w stanie podstawowym zarówno jego atom jak i  dwudodatni jon zawierają po pięć elektronów niesparowanych. Zamieszczone fotografie ilustrują związki tego pierwiastka, w których występuje on na najniższym (fotografia 1.) oraz najwyższym (fotografia 2.) stopniu utlenienia.

Substancje widoczne na fotografiach 1. oraz 2. umieszczono w zlewkach, w których znajdowała się woda destylowana w takich ilościach, że uzyskano klarowne roztwory. Próbki powstałych mieszanin wprowadzono następnie do tej samej probówki, co dało efekt końcowy widoczny na zamieszczonej poniżej fotografii.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej jaka przebiegła. Zastosuj metodę bilansu jonowo-elektronowego. W równaniach reakcji połówkowych uwzględnij, że jednym z substratów jest woda.

O pewnym pierwiastku chemicznym X wiadomo, że w stanie podstawowym zarówno jego atom jak i  dwudodatni jon zawierają po pięć elektronów niesparowanych. Zamieszczone fotografie ilustrują związki tego pierwiastka, w których występuje on na najniższym (fotografia 1.) oraz najwyższym (fotografia 2.) stopniu utlenienia.

Substancje widoczne na fotografiach 1. oraz 2. umieszczono w zlewkach, w których znajdowała się woda destylowana w takich ilościach, że uzyskano klarowne roztwory. Próbki powstałych mieszanin wprowadzono następnie do tej samej probówki, co dało efekt końcowy widoczny na zamieszczonej poniżej fotografii.

Przedstawioną na zamieszczonej fotografii zawiesinę można uzyskać również w wyniku reakcji zawartości jednej z probówek A, B lub C z nadtlenkiem wodoru.

Wskaż właściwą probówkę (A, B lub C) oraz napisz równanie opisanej reakcji chemicznej.