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.

Podkreśl wyrażenia w nawiasach tak, aby powstały zdania prawdziwe.

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.