DWMED

Roztwory buforowe są układami złożonymi:

– ze słabego kwasu (HA) i jego soli (anion A^–) pochodzącej od mocnej zasady, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu A^–  jest wówczas równe stężeniu soli,

– ze słabej zasady (B) i jej soli (kation BH⁺) pochodzącej od mocnego kwasu, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu BH⁺ jest wówczas równe stężeniu soli.

Dla opisanych układów buforowych istnieją zależności:

Rola bufora sprowadza się do utrzymania względnie stałego pH roztworu.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W kolbie miarowej o pojemności 250 cm³ umieszczono 4,1 g octanu sodu.

Oblicz, jakie powinno być stężenie molowe roztworu kwasu octowego, aby po napełnieniu nim kolby „do kreski”, pH uzyskanego w ten sposób buforu octanowego było równe 4,5? Wynik podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

Roztwory buforowe są układami złożonymi:

– ze słabego kwasu (HA) i jego soli (anion A^–) pochodzącej od mocnej zasady, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu A^–  jest wówczas równe stężeniu soli,

– ze słabej zasady (B) i jej soli (kation BH⁺) pochodzącej od mocnego kwasu, przy czym przyjmuje się, że stężenie jonu BH⁺ jest wówczas równe stężeniu soli.

Dla opisanych układów buforowych istnieją zależności:

Rola bufora sprowadza się do utrzymania względnie stałego pH roztworu.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W celu sporządzenia pewnego roztworu buforowego, do 200 cm³ 0,02-molowego roztworu octanu potasu (CH₃COOK) wprowadzono 44,8 cm³ odmierzonego w warunkach normalnych chlorowodoru. Uzyskany roztwór dokładnie wymieszano i umieszczono w kolbie miarowej o pojemności 500 cm³, a następnie uzupełniono wodą destylowaną „do kreski”.

a) Napisz równanie reakcji chemicznej jaka przebiegła po wprowadzeniu chlorowodoru do opisanego roztworu soli.

W tabeli poniżej zgromadzono dane na temat roztworów wodnych czterech związków chemicznych.

W jednym z wymienionych w tabeli roztworów za odczyn odpowiada proces inny, niż dysocjacja elektrolityczna. Podaj nazwę tego procesu oraz napisz, jaki odczyn ma znajdujący się w opisanym naczyniu roztwór? Odpowiedź uzasadnij równaniem chemicznym zapisanym w formie jonowej skróconej.

W celu usunięcia pozostałości organicznych ze szkła laboratoryjnego stosuje się tzw. roztwór piranię (ang. piranha solution). Jest to mieszanina 96-procentowego roztworu kwasu siarkowego(VI) o gęstości 1,84 g/cm³ i perhydrolu, czyli 30-procentowego roztworu nadtlenku wodoru o gęstości 1,11 g/cm³. Oba składniki roztworu pirania miesza się w stosunku objętościowym (odpowiednio) 7:3, a produktem przebiegającej reakcji chemicznej jest kwas nadtlenosiarkowy (H₂SO₅) oraz woda.

Na podstawie: A. Asgar i inni, Photodefinable polydimethylsiloxane (PDMS) for rapid lab-on-a-chip prototyping, Lab on a Chip 2007.

Zakładając 100% wydajność przebiegającej reakcji chemicznej, oblicz procent wagowy kwasu nadtlenosiarkowego w uzyskanym roztworze. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Rozważając równowagi jonowe w wodnych roztworach soli słabych kwasów i mocnych zasad lub mocnych kwasów i słabych zasad istnieje relacja: K_a·K_b = K_w. W przypadku roztworu zawierającego sól pochodzącą od słabego kwasu i mocnej zasady, wielkość K_a jest wówczas stałą równowagi dysocjacji kwasu Brønsteda, natomiast K_b to stała równowagi reakcji hydrolizy sprzężonej z nim zasady Brønsteda. Stała równowagi autodysocjacji wody (K_w) w temperaturze 25 ⁰C ma wartość około 10^–14.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W kolbie miarowej o pojemności 500 cm³, w temperaturze 25 ^OC znajdował się roztwór octanu sodu o pH = 9 i nieznanym stężeniu molowym.

Oblicz stężenie znajdujących się w nim kationów sodu. Wynik podaj w mg·ml^–1 z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Rozważając równowagi jonowe w wodnych roztworach soli słabych kwasów i mocnych zasad lub mocnych kwasów i słabych zasad istnieje relacja: K_a·K_b = K_w. W przypadku roztworu zawierającego sól pochodzącą od słabego kwasu i mocnej zasady, wielkość K_a jest wówczas stałą równowagi dysocjacji kwasu Brønsteda, natomiast K_b to stała równowagi reakcji hydrolizy sprzężonej z nim zasady Brønsteda. Stała równowagi autodysocjacji wody (K_w) w temperaturze 25 ⁰C ma wartość około 10^–14.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

Zmieszano po 25 cm³ 0,5-molowych roztworów wodorotlenku potasu i kwasu mrówkowego.

Oblicz wartość pH uzyskanego w temperaturze 25 ⁰C roztworu. Wynik podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

Rozważając równowagi jonowe w wodnych roztworach soli słabych kwasów i mocnych zasad lub mocnych kwasów i słabych zasad istnieje relacja: K_a·K_b = K_w. W przypadku roztworu zawierającego sól pochodzącą od słabego kwasu i mocnej zasady, wielkość K_a jest wówczas stałą równowagi dysocjacji kwasu Brønsteda, natomiast K_b to stała równowagi reakcji hydrolizy sprzężonej z nim zasady Brønsteda. Stała równowagi autodysocjacji wody (K_w) w temperaturze 25 ⁰C ma wartość około 10^–14.

Na podstawie: P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

W kolbie miarowej o pojemności 300 cm³ umieszczono 5,35 g chlorku amonu i uzupełniono wodą destylowaną „do kreski”.

Oblicz, jaka była wartość pH uzyskanego w ten sposób w temperaturze 25 ⁰C roztworu soli, jeśli cała odważona jej ilość uległa rozpuszczeniu? Wynik podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

Na minerał zawierający po 0,1 mola każdego z węglanów: baru, srebra oraz wapnia podziałano stechiometryczną ilością stężonego roztworu kwasu azotowego(V). Zawartość naczynia ogrzewano, a po ochłodzeniu uzupełniono wodą do wyjściowej objętości roztworu.

Oblicz, jaka minimalna objętość (cm³) 63% roztworu kwasu azotowego(V) o gęstości 1,38 g·cm^–3 powinna zostać użyta, w celu całkowitego przereagowania ze składnikami minerału o podanym w informacji wstępnej składzie? Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie chemiczne:

Etap I:   W kolbie stożkowej umieszczono 100 cm³ wodnego roztworu bromku sodu o stężeniu 0,1 mol∙dm^-3 oraz 0,15-molowy wodny roztwór jodku sodu o objętości 200 cm³. Do uzyskanej mieszaniny wprowadzono następnie 400 cm³ wodnego roztworu azotanu(V) srebra o stężeniu 0,125 mol∙dm^-3. W układzie przebiegły reakcje chemiczne:

NaBr + AgNO₃ ⟶  AgBr + NaNO₃ oraz NaI + AgNO₃ ⟶  AgI + NaNO₃

Etap II: Powstały osad odsączono, przemyto i wysuszono. Do przesączu dodano taką ilość wody destylowanej, że uzyskano 1,2 dm³ roztworu. Roztwór ten rozdzielono na trzy próbki o takiej samej objętości i umieszczono w trzech zlewkach.

Oblicz procentowy skład wagowy uzyskanego w pierwszym etapie doświadczenia osadu soli srebra. Wyniki podaj z dokładnością do cyfry jedności.

Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie chemiczne:

Etap I:   W kolbie stożkowej umieszczono 100 cm³ wodnego roztworu bromku sodu o stężeniu 0,1 mol∙dm^-3 oraz 0,15-molowy wodny roztwór jodku sodu o objętości 200 cm³. Do uzyskanej mieszaniny wprowadzono następnie 400 cm³ wodnego roztworu azotanu(V) srebra o stężeniu 0,125 mol∙dm^-3. W układzie przebiegły reakcje chemiczne:

NaBr + AgNO₃ ⟶  AgBr + NaNO₃ oraz NaI + AgNO₃ ⟶  AgI + NaNO₃

Etap II: Powstały osad odsączono, przemyto i wysuszono. Do przesączu dodano taką ilość wody destylowanej, że uzyskano 1,2 dm³ roztworu. Roztwór ten rozdzielono na trzy próbki o takiej samej objętości i umieszczono w trzech zlewkach.

Oblicz stężenie molowe jonów sodu w każdej z próbek uzyskanych w drugim etapie eksperymentu. Wynik podaj w mmol∙dm^-3 z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie chemiczne:

Etap I:   W kolbie stożkowej umieszczono 100 cm³ wodnego roztworu bromku sodu o stężeniu 0,1 mol∙dm^-3 oraz 0,15-molowy wodny roztwór jodku sodu o objętości 200 cm³. Do uzyskanej mieszaniny wprowadzono następnie 400 cm³ wodnego roztworu azotanu(V) srebra o stężeniu 0,125 mol∙dm^-3. W układzie przebiegły reakcje chemiczne:

NaBr + AgNO₃ ⟶  AgBr + NaNO₃ oraz NaI + AgNO₃ ⟶  AgI + NaNO₃

Etap II: Powstały osad odsączono, przemyto i wysuszono. Do przesączu dodano taką ilość wody destylowanej, że uzyskano 1,2 dm³ roztworu. Roztwór ten rozdzielono na trzy próbki o takiej samej objętości i umieszczono w trzech zlewkach.

Z jednej ze zlewek zawierających roztwór uzyskany po przeprowadzeniu drugiego etapu doświadczenia odparowano wodę. Oblicz masę stałej pozostałości.

W pewnej objętości wody destylowanej rozpuszczono próbkę wodorotlenku sodu, w której zanieczyszczenia w postaci węglanu sodu stanowiły 4% masy. W ten sposób uzyskano 200 g roztworu o zawartości wodorotlenku sodu równej 12% wagowych.

Oblicz objętość 16% roztworu kwasu solnego o gęstości 1,07 g/cm³ niezbędną do zobojętnienia przygotowanego roztworu, który opisano w informacji wprowadzającej. Wynik obliczeń podaj w centymetrach sześciennych, z dokładnością do cyfry jedności.

W pewnej objętości wody destylowanej rozpuszczono próbkę wodorotlenku sodu, w której zanieczyszczenia w postaci węglanu sodu stanowiły 4% masy. W ten sposób uzyskano 200 g roztworu o zawartości wodorotlenku sodu równej 12% wagowych.

Oblicz objętość wody destylowanej (d = 1 g/cm³) oraz masę próbki użytej do przygotowania roztworu o podanej w informacji wprowadzającej zawartości wodorotlenku.

Mleko jest układem stanowiącym mieszaninę różnych substancji chemicznych, a jego gęstość wynosi zwykle 1,03 g/cm³. Za nieco słodki smak odpowiada obecność znajdującej się w nim laktozy – dwucukru o wzorze sumarycznym C₁₂H₂₂O₁₁, który w mleku krowim stanowi około 4,6% masy. W sprzyjających warunkach, w obecności odpowiednich bakterii laktoza zostaje przekształcona w kwas mlekowy:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O ⟶ 4C₃H₆O₃

Oblicz stężenie procentowe kwasu mlekowego w kwaśnym mleku uzyskanym w wyniku fermentacji laktozy zawartej w 1 litrze mleka krowiego, jeśli wydajność tego procesu wynosi 65%. Wynik podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Jednym z płynów infuzyjnych jest wodny roztwór glukozy o stężeniu 50 mg·ml^–1, dostępny w butelkach o pojemności 0,5 dm³. W sprzyjających warunkach cukier ten ulega fermentacji alkoholowej zgodnie z równaniem:

C₆H₁₂O₆ ⟶ 2C₂H₅OH + 2CO₂↑

Oblicz, jakie stężenie molowe mógłby osiągnąć powstały w wyniku fermentacji glukozy roztwór etanolu, jeśli wydajność takiego procesu wyniosłaby 36%? Przyjmij, że w trakcie procesu objętość roztworu praktycznie nie ulega zmianom.