DWMED

Promieniowanie słoneczne obejmuje bardzo szeroki przedział długości fali promieniowania elektromagnetycznego, w jakim znajduje się między innymi promieniowanie UV. Wysokoenergetyczne promieniowanie UV dzieli się na trzy zakresy: UVA (315–400 nm), UVB (290–315 nm) oraz UVC (220–290 nm). Obecny w stratosferze ozon pochłania praktycznie całkowicie promieniowanie o długości fali poniżej 220 nm oraz znaczną część pasma UVC. Opaleniznę wywołuje głównie promieniowanie UVA, ułatwiające wytwarzanie melaniny. Z wieloletnich badań wynika, że najbardziej niebezpieczne dla komórek znajdujących się w organizmie człowieka jest docierające do powierzchni Ziemi promieniowanie UVB, które w przypadku długotrwałej ekspozycji na jego działanie powinno być blokowane, aby nie wnikało w struktury tkanek. Jednym ze sposobów jego blokowania jest stosowanie kremów do opalania, których składnikami są substancje chemiczne zdolne do absorpcji promieniowania z zakresu UVB oraz przekształcania go w praktycznie nieszkodliwe promieniowanie z zakresu widzialnego (o długości fali  380–750 nm) oraz energię cieplną.

Rysunek poniżej ilustruje widma absorpcji dwóch substancji chemicznych A oraz B. W zakresach długości fali, obejmujących możliwie największe wartości absorbancji, absorpcja promieniowania elektromagnetycznego jest największa.

Na podstawie: P. W. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz www.bdbiosciences.com.

Napisz, która z substancji chemicznych (A czy B) mogłaby zostać użyta jako składnik kremu do opalania. Uzasadnij swoje stanowisko.

Antymon może występować w tzw. żółtej postaci tworząc kilkuatomowe cząsteczki. Taką odmianę alotropową antymonu otrzymuje się w reakcji jego wodorku o wzorze SbH₃ (antymonowodoru) z ciekłym tlenem, przy czym stosunek molowy powstałych produktów reakcji (antymonu oraz wody) wynosi odpowiednio 1:6.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Jakiej objętości powietrza odmierzonego w warunkach normalnych należy użyć, w celu uzyskania 61 g antymonu? Wynik obliczeń podaj z dokładnością do cyfry jedności.

W celu oczyszczenia próbki srebra zanieczyszczonej tlenkami ZnO oraz CuO, w jednym z etapów procesu poddaje się ją działaniu nadmiaru roztworu kwasu solnego. W wyniku działania kwasu solnego na próbkę zanieczyszczonego srebra powstał roztwór zawierający 13,6 g chlorku cynku oraz 6,75 g chlorku miedzi(II).

Oblicz liczbę atomów srebra w próbce, jeśli wymienione zanieczyszczenia stanowiły 20% jej masy.

Zdolności utleniające drobin są tym silniejsze, im wyższa jest wartość potencjału redoks (E) półogniwa, którego są one składową. Na przykład wartość standardowego potencjału redoks półogniwa Cl₂  + 2e ⇄  2Cl^– jest wyższa, niż półogniwa Br₂   +  2e  ⇄ 2Br^–. W konsekwencji cząsteczki chloru mogą utlenić jony bromkowe do wolnego bromu, a reakcja taka może być zapisana równaniem: Cl₂ + 2Br^– → 2Cl^– + Br₂.

Zdolności utleniające jonów manganianowych(VII) zależą od wartości pH roztworu w jakim się znajdują. Gdy stężenia molowe jonów MnO₄^– i Mn²⁺ w półogniwie redoks:

MnO₄^– + 5e + 8H⁺ ⇄ Mn²⁺ + 4H₂O

będą identyczne, wówczas wartość potencjału redoks wyrażonego w woltach dla takiego układu w temperaturze 25 ⁰C można obliczyć ze wzoru Nernsta w postaci:

E = 1,51 + 0,094 · log[H⁺]

Określ, który z roztworów zawierających równomolową mieszaninę jonów MnO₄^– i Mn²⁺ będzie układem o silniejszych właściwościach utleniających – o wartości pH równej 1 czy 2? Odpowiedź uzasadnij obliczeniami.

Reakcja utleniania tlenku azotu(II) ozonem przebiega zgodnie z równaniem:

NO + O₃ → NO₂ + O₂

Oblicz, jaką masę tlenku NO₂ otrzymano, jeśli przygotowana mieszanina substratów o masie 32,4 g w temperaturze 303 K i pod ciśnieniem 1007 hPa zajmowała objętość 20 dm³? Przyjmij, że uniwersalna stała gazowa ma wartość 83,1 hPa∙dm³∙mol^–1∙K^–1.

W skład syntetycznego aromatu o zapachu truskawek wchodzą cztery estry oznaczone literami A÷D, których cząsteczki zawierają resztę cząsteczki etanolu oraz ester E, będący pochodną nierozgałęzionego, I-rzędowego alkoholu o masie cząsteczkowej równej 88 u. Ester A jest pochodną kwasu, który powstaje podczas jełczenia masła. Związek chemiczny B zawiera resztę kwasu karboksylowego, z cząsteczek którego, w wyniku odwodnienia powstaje tlenek węgla(II). Ester oznaczony literą C zawiera dziewięć atomów węgla w cząsteczce i powoduje zmianę zabarwienia wodnego roztworu chlorku żelaza(III) na kolor fioletowy. W jego cząsteczkach podstawniki przyłączone do pierścienia aromatycznego ułożone są względem siebie w pozycji orto. W reszcie alkoholowej i kwasowej każdej cząsteczki związku D znajduje się tyle samo atomów węgla. Ester E jest pochodną tego samego kwasu karboksylowego, co ester D.

Podaj nazwy związków chemicznych kryjących się za oznaczeniami literowymi A÷E.

W skład syntetycznego aromatu o zapachu truskawek wchodzą cztery estry oznaczone literami A÷D, których cząsteczki zawierają resztę cząsteczki etanolu oraz ester E, będący pochodną nierozgałęzionego, I-rzędowego alkoholu o masie cząsteczkowej równej 88 u. Ester A jest pochodną kwasu, który powstaje podczas jełczenia masła. Związek chemiczny B zawiera resztę kwasu karboksylowego, z cząsteczek którego, w wyniku odwodnienia powstaje tlenek węgla(II). Ester oznaczony literą C zawiera dziewięć atomów węgla w cząsteczce i powoduje zmianę zabarwienia wodnego roztworu chlorku żelaza(III) na kolor fioletowy. W jego cząsteczkach podstawniki przyłączone do pierścienia aromatycznego ułożone są względem siebie w pozycji orto. W reszcie alkoholowej i kwasowej każdej cząsteczki związku D znajduje się tyle samo atomów węgla. Ester E jest pochodną tego samego kwasu karboksylowego, co ester D.

Jeśli we wzorze sumarycznym cząsteczki związku C doda się jeden atom tlenu i jednocześnie usunie dwa atomy wodoru, wówczas uzyskamy wzór sumaryczny pewnej substancji X o działaniu przeciwbólowym i przeciwgorączkowym. Odczyn jej wodnego roztworu jest kwasowy i nie zmienia zabarwienia pod wpływem chlorku żelaza(III). W wyniku reakcji nitrowania związku X pojawia się żółte zabarwienie.

Narysuj wzór półstrukturalny substancji X i podaj jej nazwę.

W skład syntetycznego aromatu o zapachu truskawek wchodzą cztery estry oznaczone literami A÷D, których cząsteczki zawierają resztę cząsteczki etanolu oraz ester E, będący pochodną nierozgałęzionego, I-rzędowego alkoholu o masie cząsteczkowej równej 88 u. Ester A jest pochodną kwasu, który powstaje podczas jełczenia masła. Związek chemiczny B zawiera resztę kwasu karboksylowego, z cząsteczek którego, w wyniku odwodnienia powstaje tlenek węgla(II). Ester oznaczony literą C zawiera dziewięć atomów węgla w cząsteczce i powoduje zmianę zabarwienia wodnego roztworu chlorku żelaza(III) na kolor fioletowy. W jego cząsteczkach podstawniki przyłączone do pierścienia aromatycznego ułożone są względem siebie w pozycji orto. W reszcie alkoholowej i kwasowej każdej cząsteczki związku D znajduje się tyle samo atomów węgla. Ester E jest pochodną tego samego kwasu karboksylowego, co ester D.

Temperatury wrzenia estrów A, B, D i E są ponad dwukrotnie niższe od temperatur wrzenia izomerycznych z nimi kwasów karboksylowych.

Jaka jest tego przyczyna?

Najprostszy alkohol aromatyczny i produkt jego reakcji z nadmiarem zakwaszonego roztworu manganianu(VII) potasu tworzą ester, którego cząsteczki mają jeden atom węgla o hybrydyzacji orbitali walencyjnych typu sp³. Jednym z produktów reakcji jego hydrolizy w wodnym roztworze wodorotlenku potasu jest popularny konserwant żywności.

Podaj wzór półstrukturalny oraz nazwę opisanego estru.

W chemii organicznej bezwodniki kwasowe określa się mianem pochodnych kwasów (na przykład) mono- i dikarboksylowych. Pochodne te obok alkoholi i fenoli służą jako substraty w reakcjach otrzymywania estrów według ogólnego schematu:

Na przedstawionym schemacie R₁ oraz R₂ oznaczają reszty węglowodorowe znajdujące się w cząsteczce odpowiednio – bezwodnika kwasowego oraz alkoholu lub fenolu.

Produktem pewnej reakcji estryfikacji biegnącej z udziałem bezwodnika kwasowego jest 2-metylopropionian metylu.

Korzystając z grupowych wzorów związków organicznych napisz równanie opisanej przemiany i podaj systematyczną nazwę kwasu, którego bezwodnik wykorzystano.

W chemii organicznej bezwodniki kwasowe określa się mianem pochodnych kwasów (na przykład) mono- i dikarboksylowych. Pochodne te obok alkoholi i fenoli służą jako substraty w reakcjach otrzymywania estrów według ogólnego schematu:

Na przedstawionym schemacie R₁ oraz R₂ oznaczają reszty węglowodorowe znajdujące się w cząsteczce odpowiednio – bezwodnika kwasowego oraz alkoholu lub fenolu.

Wśród pochodnych kwasów dikarboksylowych znanych jest wiele cyklicznych bezwodników kwasowych. Przykładem takiego związku chemicznego jest bezwodnik maleinowy (pochodna kwasu cis-butenodiowego).

Korzystając z grupowych wzorów związków organicznych napisz równanie reakcji estryfikacji z wykorzystaniem tego bezwodnika, gdy drugim jej substratem jest etanol. Podaj nazwę powstałego estru.

W chemii organicznej bezwodniki kwasowe określa się mianem pochodnych kwasów (na przykład) mono- i dikarboksylowych. Pochodne te obok alkoholi i fenoli służą jako substraty w reakcjach otrzymywania estrów według ogólnego schematu:

Na przedstawionym schemacie R₁ oraz R₂ oznaczają reszty węglowodorowe znajdujące się w cząsteczce odpowiednio – bezwodnika kwasowego oraz alkoholu lub fenolu.

Podczas ogrzewania kwasu benzeno-1,2-dikarboksylowego otrzymuje się bezwodnik ftalowy. W wyniku przebiegającej reakcji chemicznej masa jednego mola cząsteczek kwasu zmniejsza się o 18 g.

Narysuj wzory półstrukturalne cząsteczek uzyskanego bezwodnika oraz produktu jego estryfikacji alkoholem izopropylowym, jeśli stosunek molowy substratów (bezwodnika do alkoholu) wykorzystanych w tej reakcji wynosi 1:2.

Olej lniany jest mieszaniną tłuszczy zawierających reszty kilku różnych wyższych kwasów nienasyconych, głównie oleinowego, linolowego oraz linolenowego. Cząsteczki wymienionych kwasów różnią się liczbą wiązań podwójnych C=C. W tabeli poniżej zebrano informacje na temat liczby oraz umiejscowienia w łańcuchu węglowym wiązań podwójnych między atomami węgla.

Podaj nazwy systematyczne wymienionych wyższych nienasyconych kwasów tłuszczowych jeśli wiadomo, że w wyniku całkowitego uwodornienia łańcucha węglowego każdego z nich powstaje  kwas stearynowy.

Olej lniany jest mieszaniną tłuszczy zawierających reszty kilku różnych wyższych kwasów nienasyconych, głównie oleinowego, linolowego oraz linolenowego. Cząsteczki wymienionych kwasów różnią się liczbą wiązań podwójnych C=C. W tabeli poniżej zebrano informacje na temat liczby oraz umiejscowienia w łańcuchu węglowym wiązań podwójnych między atomami węgla.

Liczba zmydlenia (L_z) określa wyrażoną w miligramach masę wodorotlenku potasu niezbędną do zmydlenia jednego grama tłuszczu. W wyniku analizy próbki oleju lnianego zidentyfikowano trzy frakcje (A÷C) trójglicerydów:

A – zawiera dwie reszty kwasu oleinowego i jedną linolowego,

B – zawiera dwie reszty kwasu linolenowego i jedną linolowego,

C – zawiera po jednej reszcie każdego z kwasów wymienionych w informacji wstępnej.

Dla poszczególnych frakcji wyznaczono ich liczby zmydlenia (191 mg, 190 mg, 192 mg), lecz zapomniano o ich przypisaniu do zawartości poszczególnych naczyń.

Przyporządkuj poszczególnym frakcjom wymienione wartości L_z, a następnie sformułuj wniosek opisujący zależność wartości liczby zmydlenia trójglicerydu od jego masy molowej.

Liczba jodowa (L_j) określa masę jodu, jaka przyłącza się do 100 g tłuszczu.  Dla pewnego trójglicerydu o masie cząsteczkowej równej 888 u liczba jodowa wynosi 28,6 g.

Wiedząc, że jedna z reszt kwasowych tego związku chemicznego jest pochodną drugiej z nich, a stosunek wagowy uzyskanych w wyniku jego zmydlenia soli sodowych równy jest 2:1, narysuj wzory stereochemiczne cząsteczek obu enancjomerów opisanego trójglicerydu.