DWMED

Aniony trijodkowe można otrzymać w kilkuetapowym procesie reakcyjnym, przebiegającym w środowisku kwasowym z udziałem jodku potasu oraz nadtlenku wodoru, co sprowadza się do przebiegu kilku przemian chemicznych:

Reakcja 1.               I^– + H⁺ + H₂O₂ → HIO + H₂O      etap wolny

Reakcja 2.              HIO + I^– + H⁺ → I₂ + H₂O            etap szybki

Reakcja 3.              I^– + I₂ → I₃^–                                      etap szybki

W roztworach o pH niższym niż 3, szybkość opisanego procesu zależy od stężeń wszystkich substratów. W temperaturze 25 ^oC stała szybkości reakcji limitującej szybkość procesu przyjmuje wtedy wartość 0,18 dm⁶∙mol^–2∙s^–1.

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

Reakcję prowadzono w roztworze o objętości 1250 cm³, w którym stężenie początkowe kationów wodoru było równe 0,5 mol∙dm^–3. W momencie rozpoczęcia reakcji stosunek molowy znajdujących się w tym roztworze – jodku potasu do nadtlenku wodoru wynosił 4:1.

Oblicz szybkość tej reakcji chemicznej w temperaturze 25 ^oC, w momencie jej rozpoczęcia, jeśli początkowe stężenie jodku potasu wynosiło 0,1 mol∙dm^–3.

Aniony trijodkowe można otrzymać w kilkuetapowym procesie reakcyjnym, przebiegającym w środowisku kwasowym z udziałem jodku potasu oraz nadtlenku wodoru, co sprowadza się do przebiegu kilku przemian chemicznych:

Reakcja 1.               I^– + H⁺ + H₂O₂ → HIO + H₂O      etap wolny

Reakcja 2.              HIO + I^– + H⁺ → I₂ + H₂O            etap szybki

Reakcja 3.              I^– + I₂ → I₃^–                                      etap szybki

W roztworach o pH niższym niż 3, szybkość opisanego procesu zależy od stężeń wszystkich substratów. W temperaturze 25 ^oC stała szybkości reakcji limitującej szybkość procesu przyjmuje wtedy wartość 0,18 dm⁶∙mol^–2∙s^–1.

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

Utlenianie jonów jodkowych nadtlenkiem wodoru może przebiegać przy udziale lub bez udziału katalizatora.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie sumaryczne opisanego procesu tworzenia jonów trijodkowych.

Aniony trijodkowe można otrzymać w kilkuetapowym procesie reakcyjnym, przebiegającym w środowisku kwasowym z udziałem jodku potasu oraz nadtlenku wodoru, co sprowadza się do przebiegu kilku przemian chemicznych:

Reakcja 1.               I^– + H⁺ + H₂O₂ → HIO + H₂O      etap wolny

Reakcja 2.              HIO + I^– + H⁺ → I₂ + H₂O            etap szybki

Reakcja 3.              I^– + I₂ → I₃^–                                      etap szybki

W roztworach o pH niższym niż 3, szybkość opisanego procesu zależy od stężeń wszystkich substratów. W temperaturze 25 ^oC stała szybkości reakcji limitującej szybkość procesu przyjmuje wtedy wartość 0,18 dm⁶∙mol^–2∙s^–1.

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

Utlenianie jonów jodkowych nadtlenkiem wodoru może przebiegać przy udziale lub bez udziału katalizatora.

Oceń, czy w przedstawionym procesie bierze udział katalizator. Uzasadnij odpowiedź.

W reaktorze o stałej pojemności zmieszano 2 mole azotu z 6 molami wodoru i w pewnych warunkach ciśnienia (p) oraz temperatury (T) przeprowadzono reakcję chemiczną:

3H_2(g) + N_2(g) ⇄ 2NH_3(g)

Stwierdzono, że w uzyskanej w stanie równowagi mieszaninie stosunek objętościowy substancji, między cząsteczkami której tworzą się wiązania wodorowe do substancji o najmniejszej masie cząsteczkowej wynosi 1.

Ustal na podstawie niezbędnych obliczeń wydajność reakcji syntezy amoniaku w opisanych warunkach ciśnienia i temperatury.

W reaktorze o stałej pojemności zmieszano 2 mole azotu z 6 molami wodoru i w pewnych warunkach ciśnienia (p) oraz temperatury (T) przeprowadzono reakcję chemiczną:

3H_2(g) + N_2(g) ⇄ 2NH_3(g)

Stwierdzono, że w uzyskanej w stanie równowagi mieszaninie stosunek objętościowy substancji, między cząsteczkami której tworzą się wiązania wodorowe do substancji o najmniejszej masie cząsteczkowej wynosi 1.

Oceń, jak na wydajność syntezy amoniaku w podanych warunkach ciśnienia i temperatury wpłynęłoby przeprowadzenie reakcji bez udziału katalizatora? W tym celu podkreśl właściwe wyrażenia w nawiasach.

W reaktorze o stałej pojemności zmieszano 2 mole azotu z 6 molami wodoru i w pewnych warunkach ciśnienia (p) oraz temperatury (T) przeprowadzono reakcję chemiczną:

3H_2(g) + N_2(g) ⇄ 2NH_3(g)

Stwierdzono, że w uzyskanej w stanie równowagi mieszaninie stosunek objętościowy substancji, między cząsteczkami której tworzą się wiązania wodorowe do substancji o najmniejszej masie cząsteczkowej wynosi 1.

Wyjaśnij, dlaczego prowadzenie tego procesu pod ciśnieniem wyższym niż ciśnienie p poskutkowałoby zwiększeniem wydajności tworzenia amoniaku w tej samej temperaturze.

Pallad jest metalem leżącym w 10. grupie układu okresowego pierwiastków chemicznych. Jego związki chemiczne znalazły liczne zastosowania nie tylko w przemyśle chemicznym, ale również w układach analitycznych. Na przykład chlorek palladu(II) obecny jest w detektorach czadu – silnie toksycznego, bezbarwnego, bezwonnego gazu, który wykazuje około 200-krotnie silniejszą zdolność do wiązania się z zawartymi w hemoglobinie jonami żelaza niż tlen. Niektóre detektory opisanego gazu wyposażone są w ogniwa chemiczne o określonej wartości SEM, którego wartość ulega zmianie w momencie, gdy w powietrzu znajdującym się w pomieszczeniu obecny będzie tlenek węgla(II). Zmiana wartości SEM ogniwa powoduje natychmiastowe uruchomienie sygnału alarmowego urządzenia. Opisane działanie czujnika możliwe jest ze względu na różnice potencjałów elektrochemicznych półogniw:

Pd²⁺ + 2ē ⇄ Pd                                                E^o = 0,915 V

CO₂ + 2H₃O⁺ + 2ē ⇄ CO + 3H₂O               E^o = –0,52 V

Na podstawie: J. M. Berg i inni, Biochemia, Warszawa 2022 oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Napisz cząsteczkowe równanie reakcji chemicznej stanowiącej podstawę działania opisanego czujnika czadu oraz podaj wartość standardowej siły elektromotorycznej znajdującego się w nim ogniwa chemicznego.

Pallad jest metalem leżącym w 10. grupie układu okresowego pierwiastków chemicznych. Jego związki chemiczne znalazły liczne zastosowania nie tylko w przemyśle chemicznym, ale również w układach analitycznych. Na przykład chlorek palladu(II) obecny jest w detektorach czadu – silnie toksycznego, bezbarwnego, bezwonnego gazu, który wykazuje około 200-krotnie silniejszą zdolność do wiązania się z zawartymi w hemoglobinie jonami żelaza niż tlen. Niektóre detektory opisanego gazu wyposażone są w ogniwa chemiczne o określonej wartości SEM, którego wartość ulega zmianie w momencie, gdy w powietrzu znajdującym się w pomieszczeniu obecny będzie tlenek węgla(II). Zmiana wartości SEM ogniwa powoduje natychmiastowe uruchomienie sygnału alarmowego urządzenia. Opisane działanie czujnika możliwe jest ze względu na różnice potencjałów elektrochemicznych półogniw:

Pd²⁺ + 2ē ⇄ Pd                                                E^o = 0,915 V

CO₂ + 2H₃O⁺ + 2ē ⇄ CO + 3H₂O               E^o = –0,52 V

Na podstawie: J. M. Berg i inni, Biochemia, Warszawa 2022 oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Wzór elektronowy cząsteczki tlenku węgla(II) można zilustrować rysunkiem:

Kationy żelaza(II) obecne w hemoglobinie przyłączają cząsteczki CO wykorzystując obecną w atomie węgla niewiążącą parę elektronową. W ten sposób tworzą się kompleksy zwane karboksyhemoglobiną.

Uwzględniając sposób, w jaki tworzy się opisane wiązanie chemiczne podaj jego nazwę.

Izobutylen (2-metylopropen) jest jednym z najbardziej pożądanych surowców stosowanych w licznych syntezach organicznych. Jednym ze sposobów jego pozyskiwania jest reakcja odwodornienia 2-metylopropanu. Rysunek poniżej ilustruje zależność składu równowagowej mieszaniny reagentów (substratu reakcji – izobutanu, czyli 2-metylopropanu oraz produktów tej przemiany – izobutylenu i wodoru) od temperatury prowadzenia procesu.

Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych. Tom 2, Warszawa 2008.

Stosując wzory grupowe związków organicznych napisz równanie reakcji odwodornienia izobutanu.

Izobutylen (2-metylopropen) jest jednym z najbardziej pożądanych surowców stosowanych w licznych syntezach organicznych. Jednym ze sposobów jego pozyskiwania jest reakcja odwodornienia 2-metylopropanu. Rysunek poniżej ilustruje zależność składu równowagowej mieszaniny reagentów (substratu reakcji – izobutanu, czyli 2-metylopropanu oraz produktów tej przemiany – izobutylenu i wodoru) od temperatury prowadzenia procesu.

Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych. Tom 2, Warszawa 2008.

Określ, czy efekt cieplny reakcji uwodornienia izobutylenu ma wartość ujemną. Uzasadnij odpowiedź.

Izobutylen (2-metylopropen) jest jednym z najbardziej pożądanych surowców stosowanych w licznych syntezach organicznych. Jednym ze sposobów jego pozyskiwania jest reakcja odwodornienia 2-metylopropanu. Rysunek poniżej ilustruje zależność składu równowagowej mieszaniny reagentów (substratu reakcji – izobutanu, czyli 2-metylopropanu oraz produktów tej przemiany – izobutylenu i wodoru) od temperatury prowadzenia procesu.

Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych. Tom 2, Warszawa 2008.

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

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) jest metodą instrumentalną, za pośrednictwem której możliwa jest identyfikacja wielu związków organicznych. Obecna w zarejestrowanym widmie ¹H NMR liczba grup sygnałów odpowiada wówczas liczbie równocennych atomów wodoru znajdujących się w danej cząsteczce. Położenie danego sygnału w widmie znajduje się w pewnej odległości względem sygnału wzorca, którym w przypadku związków organicznych zwykle jest tetrametylosilan (TMS). Odległość ta nazywana jest przesunięciem chemicznym (σ), które wyraża się w jednostce ppm (części na milion).

Wartość przesunięcia chemicznego sygnału pochodzącego od danego atomu wodoru (lub grupy równocennych atomów tego pierwiastka chemicznego) zależy między innymi od obecności w tej samej cząsteczce atomu pierwiastka o względnie wysokiej elektroujemności. W przypadku halogenopochodnych alkilowych im grupa atomów wodoru znajduje się bliżej atomu fluorowca w cząsteczce oraz fluorowiec ma większą elektroujemność, tym większa jest wartość przesunięcia chemicznego.

Na podstawie: R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych, Warszawa 2012 oraz www.sdbs.db.aist.go.jp, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, dostęp od 2022 roku.

W celu odróżnienia próbek propan-1-olu, 1-chloropropanu oraz 1-jodopropanu losowo oznaczonych literami A, B oraz C zarejestrowano widmo ¹H NMR każdej z nich. W tabeli zebrano informacje na temat przesunięć chemicznych σ (ppm) poszczególnych sygnałów:

Uzupełnij poniższe zdania wpisując oznaczenie literowe próbki (A, B lub C) związku chemicznego zawierającego atom pierwiastka (innego niż węgiel oraz wodór):

Podczas pewnego doświadczenia chemicznego przeprowadzono ciąg reakcji chemicznych według schematu.

Drugim substratem w reakcji 1. był brom rozpuszczony w czterochlorku węgla.

Oceń, czy stosując w reakcji 1. bezwodny bromek żelaza(III) zamiast światła UV również byłoby możliwe zaobserwowanie objawu świadczącego o przebiegu reakcji chemicznej? W przypadku przebiegu takiej reakcji opisz jej objaw. Uzasadnij odpowiedź.

Podczas pewnego doświadczenia chemicznego przeprowadzono ciąg reakcji chemicznych według schematu.

Drugim substratem w reakcji 1. był brom rozpuszczony w czterochlorku węgla.

Podkreśl wyrażenia w nawiasach tak, aby powstały zdania prawdziwe.

Podczas pewnego doświadczenia chemicznego przeprowadzono ciąg reakcji chemicznych według schematu.

Drugim substratem w reakcji 1. był brom rozpuszczony w czterochlorku węgla.

Temperatura wrzenia produktu reakcji 1. pod ciśnieniem normalnym wynosi 94 ^oC, a produktu reakcji 2. jest o 307 ^oC wyższa.

Podaj możliwą przyczynę różnicy w temperaturach wrzenia wymienionych substancji.