DWMED

Wiele spośród pierwiastków chemicznych w przyrodzie występuje wyłącznie w postaci jednego rodzaju nuklidów i nazywamy je pierwiastkami czystymi. Przykładami takich nuklidów są:

⁹Be, ¹⁹F, ²³Na, ²⁷Al, ⁵⁹Co

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

W sprzyjających warunkach niektóre z wymienionych pierwiastków w odpowiedniej postaci (cząsteczki, atomy) mogą reagować z pozostałymi spośród nich.

Narysuj wzór elektronowy (kropkowy lub kreskowy) związku chemicznego powstałego w wyniku reakcji cząsteczek zawierających łącznie 38 nukleonów z nuklidami zawierającymi łącznie 34 nukleony i elektrony. Określ stan skupienia tej substancji w warunkach normalnych. Uzupełnij tabelę.

Nasycony w temperaturze 20 ^oC, wodny roztwór chlorku potasu ma stężenie 25,5%, a w temperaturze 80 ^oC rozpuszczalność tej soli wynosi 51,2 g/100 g wody.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

W celu oczyszczenia chlorku potasu sporządzono 250 g nasyconego w temperaturze 80 ^oC wodnego roztworu tej soli i wprowadzono do niego dodatkowo 50 g wody destylowanej. Uzyskany roztwór ochłodzono do temperatury 20 ^oC, a powstały osad odsączono, przemyto i zważono. Jego masa była równa 9,13 g.

Oblicz procentową wydajność procesu prowadzącego do uzyskania 9,13 g bezwodnego chlorku potasu. Wynik podaj z dokładnością do cyfry jedności.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

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

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej, jaka przebiega po wprowadzeniu stężonego kwasu siarkowego(VI) do roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, jeśli jej bezpośrednim produktem jest opisany bezbarwny produkt gazowy. Współczynniki stechiometryczne uzgodnij metodą bilansu jonowo-elektronowego.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

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

Słabym, wielohydronowym kwasem jest kwas ortofosforowy(V). Stałe równowagi kolejnych etapów jego dysocjacji elektrolitycznej w temperaturze 25 ^oC mają następujące wartości:

W teorii protonowej kwasów i zasad Brønsteda-Lowry’ego, z kwasu powstaje sprzężona z nim zasada, przy czym im mocniejszy jest kwas Brønsteda, tym słabsza sprzężona z nim zasada.

Po zmieszaniu jednakowych objętości rozcieńczonych roztworów o takim samym stężeniu molowym – azotanu(III) potasu oraz kwasu ortofosforowego(V) przebiega reakcja chemiczna:

Uszereguj według wzrastającej mocy zasady Brønsteda zawierające fosfor, powstałe w wyniku dysocjacji elektrolitycznej kwasu ortofosforowego(V) w jego wodnym roztworze.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

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

Słabym, wielohydronowym kwasem jest kwas ortofosforowy(V). Stałe równowagi kolejnych etapów jego dysocjacji elektrolitycznej w temperaturze 25 ^oC mają następujące wartości:

W teorii protonowej kwasów i zasad Brønsteda-Lowry’ego, z kwasu powstaje sprzężona z nim zasada, przy czym im mocniejszy jest kwas Brønsteda, tym słabsza sprzężona z nim zasada.

Po zmieszaniu jednakowych objętości rozcieńczonych roztworów o takim samym stężeniu molowym – azotanu(III) potasu oraz kwasu ortofosforowego(V) przebiega reakcja chemiczna:

Napisz wzory sumaryczne sprzężonych par kwas-zasada Brønsteda biorących udział w opisanej reakcji chemicznej, biegnącej po zmieszaniu roztworów – azotanu(III) potasu oraz kwasu ortofosforowego(V). Uzupełnij tabelę.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

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

W celu ustalenia charakteru chemicznego tlenków – bezbarwnego oraz powstałego z niego tlenku brunatnego przeprowadzono pewne doświadczenie chemiczne. W tym celu przygotowano dwie serie probówek. W każdej z tych serii znajdowały się następujące mieszaniny:

– wodny roztwór KOH z dodatkiem kilku kropli roztworu oranżu metylowego,

– woda dejonizowana z dodatkiem kilku kropli roztworu oranżu metylowego,

– wodny roztwór KOH z dodatkiem kilku kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.

Do zawartości każdego wymienionych naczyń wprowadzono opisane tlenki (po jednym do probówek znajdujących się w każdej serii), przy czym w przypadku tlenku bezbarwnego doświadczenie przeprowadzono w układach praktycznie pozbawionych tlenu. Podczas przebiegu tego doświadczenia wykonano kilka fotografii. Cztery z nich zamieszczono poniżej:

Brunatny tlenek został użyty w takiej ilości względem zawartego w roztworze wodorotlenku potasu, że w uzyskanej po zakończeniu doświadczenia mieszaninie (25 ^oC) stężenie jonów OH^– było równe 2∙10^–6 mol∙dm^–3. W roztworze tym po zakończeniu doświadczenia uzyskano również mieszaninę dwóch soli.

Wskaż numery tych probówek, których zawartość przedstawiono w postaci fotografii wykonanej po wprowadzeniu tlenku bezbarwnego, a następnie wyjaśnij, dlaczego doświadczenie z wykorzystaniem tego tlenku przeprowadzono w warunkach praktycznie beztlenowych.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

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

W celu ustalenia charakteru chemicznego tlenków – bezbarwnego oraz powstałego z niego tlenku brunatnego przeprowadzono pewne doświadczenie chemiczne. W tym celu przygotowano dwie serie probówek. W każdej z tych serii znajdowały się następujące mieszaniny:

– wodny roztwór KOH z dodatkiem kilku kropli roztworu oranżu metylowego,

– woda dejonizowana z dodatkiem kilku kropli roztworu oranżu metylowego,

– wodny roztwór KOH z dodatkiem kilku kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.

Do zawartości każdego wymienionych naczyń wprowadzono opisane tlenki (po jednym do probówek znajdujących się w każdej serii), przy czym w przypadku tlenku bezbarwnego doświadczenie przeprowadzono w układach praktycznie pozbawionych tlenu. Podczas przebiegu tego doświadczenia wykonano kilka fotografii. Cztery z nich zamieszczono poniżej:

Brunatny tlenek został użyty w takiej ilości względem zawartego w roztworze wodorotlenku potasu, że w uzyskanej po zakończeniu doświadczenia mieszaninie (25 ^oC) stężenie jonów OH^– było równe 2∙10^–6 mol∙dm^–3. W roztworze tym po zakończeniu doświadczenia uzyskano również mieszaninę dwóch soli.

Wskaż numer tej probówki, w której uzyskano opisaną mieszaninę soli, a następnie napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej, w wyniku przebiegu której powstał wodny roztwór zawierający tę mieszaninę.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

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

W celu ustalenia charakteru chemicznego tlenków – bezbarwnego oraz powstałego z niego tlenku brunatnego przeprowadzono pewne doświadczenie chemiczne. W tym celu przygotowano dwie serie probówek. W każdej z tych serii znajdowały się następujące mieszaniny:

– wodny roztwór KOH z dodatkiem kilku kropli roztworu oranżu metylowego,

– woda dejonizowana z dodatkiem kilku kropli roztworu oranżu metylowego,

– wodny roztwór KOH z dodatkiem kilku kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.

Do zawartości każdego wymienionych naczyń wprowadzono opisane tlenki (po jednym do probówek znajdujących się w każdej serii), przy czym w przypadku tlenku bezbarwnego doświadczenie przeprowadzono w układach praktycznie pozbawionych tlenu. Podczas przebiegu tego doświadczenia wykonano kilka fotografii. Cztery z nich zamieszczono poniżej:

Brunatny tlenek został użyty w takiej ilości względem zawartego w roztworze wodorotlenku potasu, że w uzyskanej po zakończeniu doświadczenia mieszaninie (25 ^oC) stężenie jonów OH^– było równe 2∙10^–6 mol∙dm^–3. W roztworze tym po zakończeniu doświadczenia uzyskano również mieszaninę dwóch soli.

Wskaż numer tej probówki, w której po wprowadzeniu brunatnego tlenku uzyskano mieszaninę o wartości pH < 7, a następnie określ charakter chemiczny opisanych tlenków.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

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

W stałej temperaturze i objętości wartość ciśnienia gazu jest wprost proporcjonalna do zmiany liczby moli drobin, jakie znajdują się w fazie gazowej. W reaktorze o stałej pojemności równej 1 dm³ umieszczono 2 mole tlenku N₂O₃ i w temperaturze pokojowej T przeprowadzono jego rozkład. Po pewnym czasie ustalił się stan równowagi dynamicznej.

Ustal na podstawie niezbędnych obliczeń wartość stałej równowagi reakcji rozkładu tlenku N₂O₃ w temperaturze T. Wynik obliczeń podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

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

W stałej temperaturze i objętości wartość ciśnienia gazu jest wprost proporcjonalna do zmiany liczby moli drobin, jakie znajdują się w fazie gazowej. W reaktorze o stałej pojemności równej 1 dm³ umieszczono 2 mole tlenku N₂O₃ i w temperaturze pokojowej T przeprowadzono jego rozkład. Po pewnym czasie ustalił się stan równowagi dynamicznej.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal, jak zmieniło się ciśnienie panujące w reaktorze do momentu, gdy układ osiągnął stan równowagi? Podkreśl właściwe słowo w nawiasie. W celu wykonania obliczeń, możesz skorzystać z danych uzyskanych w poprzednim zadaniu.

Z uwagi na wysoką wartość potencjału standardowego redoks półogniwa Au/Au³⁺ złoto nie roztwarza się w tzw. kwasach nieutleniających. Proces ten możliwy jest jednak do przeprowadzenia, jeśli wykorzystana zostanie woda królewska, czyli mieszanina roztworów stężonych kwasów – solnego oraz azotowego(V). W tabeli poniżej zebrano informacje na temat parametrów fizykochemicznych (temperatura 25 ^oC, ciśnienie 1013 hPa) składników wody królewskiej – przed ich zmieszaniem.

Do przygotowania wody królewskiej wykorzystuje się takie ilości stężonych roztworów kwasów, żeby na 1 cząsteczkę HNO₃ przypadały 3 cząsteczki HCl. Po ich zmieszaniu przebiega reakcja chemiczna, w wyniku której powstaje chlorek nitrozylu (NOCl), woda oraz żółtozielony gaz o duszącym zapachu.

Napisz równanie przemiany chemicznej jaka przebiega po zmieszaniu roztworu kwasu solnego z roztworem kwasu azotowego(V) celem sporządzenia wody królewskiej.

Z uwagi na wysoką wartość potencjału standardowego redoks półogniwa Au/Au³⁺ złoto nie roztwarza się w tzw. kwasach nieutleniających. Proces ten możliwy jest jednak do przeprowadzenia, jeśli wykorzystana zostanie woda królewska, czyli mieszanina roztworów stężonych kwasów – solnego oraz azotowego(V). W tabeli poniżej zebrano informacje na temat parametrów fizykochemicznych (temperatura 25 ^oC, ciśnienie 1013 hPa) składników wody królewskiej – przed ich zmieszaniem.

Do przygotowania wody królewskiej wykorzystuje się takie ilości stężonych roztworów kwasów, żeby na 1 cząsteczkę HNO₃ przypadały 3 cząsteczki HCl. Po ich zmieszaniu przebiega reakcja chemiczna, w wyniku której powstaje chlorek nitrozylu (NOCl), woda oraz żółtozielony gaz o duszącym zapachu.

Uzyskany wolny od zanieczyszczeń żółtozielony gaz przepuszczono przez wodny roztwór bromku potasu. Zawartością naczynia energicznie wstrząśnięto, a następnie uzyskaną mieszaninę poreakcyjną wprowadzono do dwóch próbek – oleju słonecznikowego oraz oleju napędowego i energicznie wstrząśnięto zawartością naczyń.

Poniższe fotografie przedstawiają zawartości probówek w różnych etapach wykonanego doświadczenia.

Napisz numery poszczególnych probówek, których zawartość uzyskano po wykonaniu opisanych w poniższej tabeli czynności.

Z uwagi na wysoką wartość potencjału standardowego redoks półogniwa Au/Au³⁺ złoto nie roztwarza się w tzw. kwasach nieutleniających. Proces ten możliwy jest jednak do przeprowadzenia, jeśli wykorzystana zostanie woda królewska, czyli mieszanina roztworów stężonych kwasów – solnego oraz azotowego(V). W tabeli poniżej zebrano informacje na temat parametrów fizykochemicznych (temperatura 25 ^oC, ciśnienie 1013 hPa) składników wody królewskiej – przed ich zmieszaniem.

Oceń poprawność poniższych zdań, wpisując literę „P” (prawda) lub literę „F” (fałsz).

Niektóre związki chemiczne w zależności od środowiska w jakim się znajdują mogą zachowywać się jak kwasy lub zasady Brønsteda. Na przykład w środowisku stężonego kwasu siarkowego(VI) kwas octowy będzie akceptorem, a cząsteczka kwasu siarkowego(VI) donorem protonu.

Napisz równanie procesu chemicznego przebiegającego po wprowadzeniu kwasu octowego do stężonego roztworu kwasu siarkowego(VI).

Trudno rozpuszczalne w wodzie wodorotlenki powstają w wyniku reakcji strąceniowych, przy odpowiednich wartościach – pH roztworu oraz stężeń kationów metali. Na przykład w temperaturze 298 K z roztworów zawierających jony Fe³⁺ o stężeniu 0,025 mol·dm^–3 wodorotlenek żelaza(III) strąca się już przy wartości pH = 2. Równowagę jaka ustala się między roztworem nasyconym a osadem związku trudno rozpuszczalnego nazywa się wtedy iloczynem rozpuszczalności (K_so). W przypadku wodorotlenku żelaza(III) wyrażenie opisujące równowagę:

Fe(OH)_3(s) ⇄ Fe³⁺_(aq) + 3OH^–_(aq)

przyjmuje wówczas postać:

K_so = [Fe³⁺]·[OH^–]³

W wyrażeniu tym wielkości [Fe³⁺] oraz [OH^–] są stężeniami molowymi jonów w nasyconym roztworze jaki znajduje się nad osadem wodorotlenku.

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2012.

Ustal na podstawie odpowiednich obliczeń wartość iloczynu rozpuszczalności wodorotlenku żelaza(III) w temperaturze 298 K.